Zależność właściwości substancji od rodzaju wiązania chemicznego

Rodzaj wiązania chemicznego występującego w cząsteczkach związków chemicznych  ma decydujący wpływ na ich właściwości fizyczne i reaktywność chemiczną.

Substancje posiadające wiązania kowalencyjne:

    W stałym stanie skupienia tworzą kryształy cząsteczkowe, jak np. S8,  lub  kowalencyjne, np. diament, Si, Ge.

Kryształy cząsteczkowe zawierają w węzłach sieci krystalicznej cząsteczki związków, natomiast kryształy kowalencyjne, tworzą wielki twór elementów połączonych wiązaniami kowalencyjnymi.

Taka budowa powoduje, że substancje te na ogół:

-         nie przewodzą prądu elektrycznego (wyjątkiem jest grafit),

-         nie dysocjują na jony,

-         słabo rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych, jak woda czy alkohole, natomiast dobrze -  w rozpuszczalnikach niepolarnych, jak benzen czy benzyna.

Substancje o wiązaniach kowalencyjnych reagują powoli, gdyż te silne wiązania nie ulegają łatwo rozerwaniu.

Kryształy cząsteczkowe charakteryzuje niska temperatura topnienia. Przeciwnie do nich - kryształy kowalencyjne topią się w bardzo wysokich temperaturach.

Wiązanie kowalencyjne w tlenkach wpływa na ich kwasowy lub obojętny charakter;

im większy jest udział wiązania kowalencyjnego - tym bardziej kwasowy charakter ma dany tlenek.

Substancje posiadające wiązania jonowe:

     Do nich należą sole, np. NaCl, K2SO4. W stanie stałym tworzą sieci jonowe, w których nie ma cząsteczek ani atomów, tylko ułożone naprzemiennie jony dodatnie i ujemne. Np. w sieci krystalicznej chlorku sodu każdy jon Na+ jest otoczony sześcioma jonami Cl-, z których każdy sąsiaduje z sześcioma kationami sodu, przy czym zachowany jest stosunek ilości jonów dodatnich do ujemnych, taki jak we wzorze cząsteczkowym soli.

Związki jonowe są substancjami krystalicznymi, twardymi, o wysokich temperaturach topnienia, co jest związane z koniecznością dostarczenia znacznych ilości energii do zniszczenia ich sieci krystalicznej. Dobrze rozpuszczają się w wodzie. Kryształy jonowe nie przewodzą prądu elektrycznego, ale stopione i rozpuszczone w wodzie sole są dobrymi przewodnikami elektryczności.

Dzieje się tak, gdyż w roztworze i w postaci stopionej związki te łatwo dysocjują na jony, które są nośnikami elektronów. 

Reakcje między jonami w wodnych roztworach substancji jonowych zachodzą bardzo szybko.

Im większy jest udział  charakteru jonowego w wiązaniu w tlenku czy wodorotlenku, tym bardziej zasadowy jest ten związek.

Substancje posiadające wiązanie metaliczne:

Właściwości metali oraz ich stopów wynikają z istnienia chmury zdelokalizowanych elektronów poruszających się pomiędzy dodatnio naładowanymi węzłami sieci krystalicznej metalu.

Metale charakteryzują się połyskiem i bardzo dobrym przewodnictwem elektrycznym i termicznym;

             -  są kowalne, ciągliwe, można je obrabiać mechanicznie;

             -  przeważnie nie rozpuszczają się w wodzie, chociaż niektóre, jak np. sód reagują z nią gwałtownie.

W reakcje chemicznie wchodzą z różną aktywnością.

Z wyjątkiem rtęci, galu, indu i litowców, mają wysokie temperatury topnienia.

                                                                                                    zręby atomowe         swobodne elektrony

                                                              Wiązanie metaliczne

                 6. Reakcje chemiczne

!

Mieszanina  powstaje w procesie fizycznym – przez zmieszanie składników, które zachowują swoje właściwości fizyczne. Mieszaninę można rozdzielić na substancje składowe poprzez zastosowanie metod fizycznych

(jak np.: sączenie, odparowanie rozpuszczalnika, wytrącenie osadu, wykorzystanie właściwości magnetycznych itp.).

                   Mieszaniny nie mają stałej charakterystycznej temperatury wrzenia czy topnienia - wielkości te, jak też inne właściwości fizyczne mieszanin zależą od ilości ich składników.

                            Mieszanina jednorodna - homogeniczna –     nie można rozróżnić gołym okiem

                                                                    poszczególnych składników

Mieszanina niejednorodna – heterogeniczna  - składniki  są widocznie rozróżnialne

Reakcja chemiczna – proces, w wyniku którego powstają nowe substancje – związki chemiczne –                  o odmiennych właściwościach  w stosunku do substancji wyjściowych.

Związku chemicznego nie można metodami fizycznymi rozdzielić na składniki wyjściowe !!

W każdej reakcji następuje zmiana rozmieszczenia elektronów cząsteczkach reagujących substancji.

Związki chemiczne, o stałym i zdefiniowanym składzie, charakteryzują się stałą i określoną w danych warunkach ciśnienia temperaturą wrzenia i topnienia, które mogą być użyte do ich identyfikacji.

Równanie reakcji chemicznej jest to zapis przebiegu procesu chemicznego za pomocą symboli pierwiastków    i wzorów związków chemicznych. Równanie to podaje:  jakie reagenty i w jakich ilościach uczestniczą w reakcji oraz jakie, i w jakich ilościach, powstają wówczas produkty.

Rodzaje reakcji chemicznych:

             REAKCJA  SYNTEZY  ==   kilka substratów ®  jeden produkt   

                           Np.         H2  +  O2  ® H2O

                                     SO2  +  H2O  ®  H2SO3

           REAKCJA ANALIZY – ROZKŁADU  ==   jeden substrat ® kilka produktów 

                            Np.          CaCO3     CaO   +  CO...