Analiza właściwości fizycznych i chemicznych związków zawierających wiązania kowalencyjne (poprzez współdzielenie elektronów) pokazuje, że między tymi materiałami występują duże różnice. Ale zanim przyjrzymy się samym tym cechom, zobaczmy, jaka jest różnica między substancjami molekularnymi i kowalencyjnymi.
W substancje molekularne są to te, które powstają, gdy atomy są połączone wiązaniami kowalencyjnymi, dając początek cząsteczkom o określonej liczbie.
Jednak wiązanie kowalencyjne może również tworzyć związki w strukturze sieciowej o bardzo dużej i nieokreślonej liczbie atomów, które są makrocząsteczki. Takie substancje nazywane są związki kowalencyjne lub kowalencyjne bryły sieciowe. Niektóre przykłady tych związków to: diament (C), grafit (C), dwutlenek krzemu (SiO2) i węglik krzemu (SiC).
Przyjrzyjmy się teraz jego głównym właściwościom:
- Stan fizyczny w temperaturze pokojowej: W warunkach otoczenia znajdują się związki molekularne i kowalencyjne w trzech stanach fizycznych (stałe, płynne i gazowe).
Przykłady:
O Solidny: cukier (sacharoza), krzemionka (piasek), diament, grafit;
O Ciekły: woda, aceton, etanol;
O Gazowy: Siarkowodór, gazowy chlor, gazowy brom, gazowy wodór.
- Temperatura topnienia i wrzenia: Ogólnie rzecz biorąc, temperatury topnienia i wrzenia tych substancji są mniejsze od substancji jonowych.
Substancje kowalencyjne mają wyższe temperatury wrzenia niż molekularne, zawsze powyżej 1000°C. Dzieje się tak dlatego, że ponieważ jego cząsteczki są ściślej połączone, tworząc sieci krystaliczne, konieczne jest dostarczenie większej ilości energii, aby zmieniły swój stan.
Dwa czynniki zakłócają temperatury wrzenia i topnienia związków kowalencyjnych i molekularnych: a masa cząsteczkowa i siła międzycząsteczkowa.
Im większa masa molowa, tym większa bezwładność cząsteczki, a w konsekwencji wyższa temperatura wrzenia i topnienia. Jeśli masy molowe są przybliżone, patrzymy na siły międzycząsteczkowe. Najbardziej intensywną siłą międzycząsteczkową jest wiązanie wodorowe, co prowadzi do wyższej temperatury wrzenia i topnienia. Produkt pośredni jest dipolem trwałym, a najsłabszym, co prowadzi do niższej temperatury wrzenia i topnienia, jest dipol indukowany.
- Prąd elektryczny: W czystej postaci zarówno ciecze, jak i ciała stałe nie przewodzą prądu elektrycznego.
Wyjątkiem jest grafit, który przewodzi prąd elektryczny w postaci stałej, ponieważ jego elektrony z podwójnym wiązaniem rezonują i dlatego mają pewną ruchliwość.
- Rozpuszczalność: Polary rozpuszczają się w polarne, a niepolarne rozpuszczają się w niepolarne.
- Wytrwałość: Odporność substancji kowalencyjnych na uderzenia lub wstrząsy mechaniczne jest niska. Na ogół są to kruche ciała stałe, jak pokazano w przypadku szkła, które tworzą krzemiany sodu i wapnia.
- Wytrzymałość: Ogólnie mają wysoką twardość. Z wyjątkiem grafitu, ponieważ jego atomy węgla są połączone z trzema innymi atomami węgla, tworząc heksagonalne płytki z pewną ruchliwością, dzięki czemu jest miękki. Z tego powodu jest nawet używany jako smar.
Twardość tych substancji zmienia się w zależności od rodzaju kryształu, jak pokazano w poniższej tabeli:
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/propriedades-dos-compostos-covalentes-moleculares.htm
