Chemická vazba
Přihlásit se
Chemická vazba (5/5) · 9:14

Kovalentní vazby, kovové a iontové krystaly. Jedny z nejpevnějších molekulárních struktur jsou ty, které obsahují kovalentní, kovové a iontové vazby.

Navazuje na Periodickou tabulku prvků, Chemické rovnice a vzorce.
V posledním videu jsem vykládal o některých slabších mezimolekulárních dějích anebo struktuře elementů. Nejslabší jsou zřejmě Londonové disperzní síly. V tomto videu začnu nejpevnejší strukturou. Je to kovalentní vazba. Takže, jestli máte krystal s kovalentní vazbou... Dovolte mi, abych definovat pojem krystal. Krystal je pevná struktura, ve které molekuly tvořící strukturu jsou v pravidelné, poměrně neměnné konfiguraci oproti amorfním pevným látkam, kde je to všechno mišmaš - jsou tam různé koncentrace různých věcí jako různých iontů, různých molekul a různých časti pevného tělesa. Takže krystaly jsou velmi uspořadané struktury. Led je krystal, protože jakmile dostatečně snížíte teplotu ve vodě, vodík se spojí do konfigurace krystalu, uspořadané struktury. Mluvili jsme o tom. Ale nejpevnější krystalovou strukturou je kovalentní vazba. A primárním přikladem toho je uhlík v případě, kdy tvoří diamant. V kovalentní vazbě má čtyři valenční elektrony, takže vždy chce další čtyři. Když se uhlík podělí sám se sebou, je štastný. Tím pádem může vytvořit čtyři vazby s čtyřmi dalšími uhlíky, kdy každý z nich dokáže vytvořit další čtyři vazby s dalšimi čtyřmi uhlíky. A tento, první, druhý, třetí a pokračuje to dál stejným způsobem. Tak vypadá struktura diamantu. A důvod, proč je to tak pevná struktura je, že můžete téměř vidět celou...vlastně, měli byste vidět celý diamant jako jednu molekulu, protože všechny mají kovalentní vazby. Tohle je sdílení elektronů a tohle je vlastně nejpevnější ze všech molekulárních vazeb. Takže si dokažete představit, že pokud je celá struktura tvořena touto síti uhlíků, budete mít extremně pevnou molekulu, extremně vysokou teplotu tání, a je důvod, proč je diamant tak pevný a proč je tak náročné diamant roztavit. Ted', dva další, závísí na vašich speciálních případech následujících pevnějších strukturách látky, a záleží na tom, o jakém případě mluvíme. První jsou iontové krystaly, ukážu tady oboje, protože je to nezbytné: iontové a kovové krystaly. Jako, ono to není "další" Oni patří ke kovovým krystalům. A vazby, myslím tím, nejběžnější nazývané iontové molekuly nebo - to není sice nejsprávnější slovíčko, protože do určitého stupně, řekněme kdybych měl například sodík a nějaký chlorid- a pamatujte, co se stane s chloridem sodným je, že sodík má jeden extra elektron, který chce mermomocí ztratit. Chlór má 7 elektronů a udělá vše, aby jeden získal. Takže sodík v podstatě dodá elektron chloru, a tím se chlor stane negativním a sodík pozitivním a je logické, že chtějí být spolu? Takže máte pozitivní sodíkový ion a negativní ion chloru a jejich struktura bude vypadat asi takto... Nakreslím sodík zelenou. Takže máme shluk sodíkových iontů, které jsou pozitivní, a shluk chloridových iontů, které jsou možno- toto není skutečně tak jako ve skutečnosti, ale já si myslim, že vám dojde, že jeden atom je pozitivní a druhý atom je negativní, takže oni chtějí být fakt velmi blízko jeden druhého. A to je dost silná vazba, která má ne až tak vysokou teplotu varu. Ale může mít pěkně vysokou teplotu varu a typ takové struktury je poměrně více křehký. Takže pokud seberete suchou kuchyňskou sůl nerozpuštěnou ve vodě a kdybyste měli řádně velký kus a snažili se ho udeřit s kladivem, viděli byste, že byste dostali velký plátek. Ten jednoduše odpadne, že. Protože vy krájíte ve skutečnosti velmi rychle podél jedné z těchto linek. A to je zajímavá věc. Pokud děláte cokoli v makroměřítku, jako například něco řežete, ve skutečnosti porušujete základní atomové vazby. Takže síla atomových vazeb nám ve skutečnosti říká jaké pevné nebo silné něco je. Nyní, kovoý krystal, o kterém jsme již hovořili dost. Kovy se rádi zbavují elektronů nebo ne zbavují, ale rádi je sdílejí. Takže stane se to, například v případě železa, máte hromádku atomů železa. Toto všechno je železo. A jejich elektrony mají dovoleno se volně potulovat v sousedství. Toto všechno jsou elektrony. Mohou se takto volně pohybovat. A kvůli tomu to tvoří takové elektronové moře (nebo oblak), které je negativní, což ho předurčuje k velmi dobrému vodiči elektřiny. A samozřejmě, jakmile atomy železa dovolí svým elektronům se takto volně pohybovat, stávají se tím pozitivními. A jsou tím pádem zakotveny v této spleti elektronového moře. Takže kovové krystaly, podle toho z jakého úhlu se na ně díváme, se někdy zdají tvrdší než iontové krystaly, někdy ne. Zjevně tím pádem, můžeme napsat seznam velmi tvrdých kovů ale i velmi měkkých. Zlato, například. Pokud vezmete šroubovák a kladivo, však víte jak, čisté zlato, 24 karátové zlato, pokud vezmete šroubovák a uhodíte do něj kladivem, uděláte důlek, že? Takže toto nebude asi tak křehké jako iontový krystal. Běžně se dá vytvarovat do čeho jen chceme. Takže je trošku měkčí. I když někdy mluvíme o velmi tvrdých kovech, mají sklon nebýt až tak křehké, protože moře elektronů vám dá malou možnost pohybovat se skrz kov. Ale tím nechceme říci, že nejsou tvrdé. Ve skutečnosti, to co dodává kovem tu poddajnost, ohebnost a flexibilitu, je to, co jim dodává pevnost, protože jim to dovoluje se vyhýbat síle. Takže pevnost, dodává také něco do bodu varu, o kterém jsem se již dříve zmínil, protože tyto vazby jsou dost silné, mají vysoký bod varu. Pokud seberete krystal soli a budete se snažit to uvařit, budete muset dodat do systému více tepla. Takže toto má vyšší bod varu než... myslím tím určité věci, které jsou poutány jen Van der Waalsovými silami jako například vzácné plyny .. které mají ale vyšší bod varu jako fluorovodík. Fluorovodík, pokud si pamatujete z posledního videa, je poután jen dipól-dipólovými interakcemi. Ale co je na tom zajímavé je, že tyto síly mají velmi vysoký bod varu, leč jsou rozpustné ve vodě. Takže tyto jsou velmi pevné, s vysokým bodem varu, ale iontové krystaly mohou být rozpuštěny ve vodě. A tehdy tvoří iontové dipólové vazby. Co to znamená? Iontový dipól nebo iontové polární vazby. ... A to je situace, kde sodík- a to je vlastně to proč se to rozpouští. Protože molekuly vody .... a to jsme si řekli tak milionkrát ... mají negativní konec, protože kyslík si přitahuje elektrony a vodíkové konce jsou pozitivní, protože jsou z nich elektrony odebírány. Takže pokud položíme sodíkové a chloridové ionty do určitého prostoru nebo do vodního roztoku ... pozitivní sodíkové ionty se snaží přitáhnout negativní stranu dipól a naopak se negativně chloridové ionty, Cl(-I), chtějí dostat blízko vodíku. Takže se takto takzvaně "rozpustí". Oni se nechtějí za každou sílu - oni stále chtějí přitáhnout jeden druhého, ale stále jsou přitahovány opačnými stranami vody, což jim umožňuje rozpustit se a jít s proudem vody. Takže v tomto případě, pokud rozpustíte iontový krystal ve vodě, jako iontový krystal, který není dobrý vodič tepla, protože není dostatek náboje schopno pohybu v tomto stavu. Ale tady, najednou, máme nabité částice které se mohou hýbat. A protože se mohou hýbat, tak vsypeme sůl, chlorid sodný, do vody, stane se z ní vodič. Takže takto, chtěl jsem vás alespoň uvést do všech těchto rozličných forem hmoty. A teď byste měli mít minimálně pocit, když se na něco podíváte nebo byste alespoň mohli mít alespoň odhad o tom s jakou pravděpodobností věci budou mít vysoký bod tání, nízký bod tání nebo zda jsou tvrdé nebo ne. A obecně, jak se na to celé dívat, je jak silné jsou mezimolekulární vazby. Zjevně, pokud celá struktura je jedna molekula bude to mega pecka pevné. Na druhou stranu, pokud hovoříme například o neonu o shluku neonových molekul, a vše co mají jsou Londonovy disperzní síly, takže budou mít mezi sebou velmi slabé vazby. Takže jejich nejpřirozenějším skupenstvím bude plyn. Pokud to ale dokážeme dostat na velmi velmi nízké teploty, může se nám podařit z plynu udělat tekutinu, a pak vše mezi tím. Tak doufám, že to alespoň někdy využijete.
video