ההבדל העיקרי בין קשרים יוניים לקוולנטיים הוא שקשרים יוניים מתרחשים בין אטומים בעלי אלקטרושליליות שונות מאוד ואילו קשרים קוולנטיים מתרחשים בין אטומים עם הבדלי אלקטרושליליות דומים או נמוכים מאוד.
כפי שהציע הכימאי האמריקאי G. N. Lewis כי אטומים יציבים כאשר הם מכילים שמונה אלקטרונים בקליפת הערכיות שלהם. לרוב האטומים יש פחות משמונה אלקטרונים בקליפת הערכיות שלהם (למעט הגזים האצילים בקבוצה 18 של הטבלה המחזורית); לכן, הם אינם יציבים. אטומים אלה נוטים להגיב זה עם זה כדי להפוך ליציבים. לפיכך, כל אטום יכול להשיג תצורה אלקטרונית של גז אצילי.קשרים יוניים וקולנטיים הם שני הסוגים העיקריים של קשרים כימיים, המחברים אטומים בתרכובת כימית.
מהם איגרות חוב יוניות?
אטומים יכולים לצבור או לאבד אלקטרונים וליצור חלקיקים טעונים שליליים או חיוביים; שאנו קוראים להם יונים. יש אינטראקציות אלקטרוסטטיות בין היונים. קשר יוני הוא כוח המשיכה בין היונים הטעונים המנוגדים הללו. האלקטרושליליות של האטומים בקשר יוני משפיעה במידה רבה על חוזק האינטראקציות האלקטרוסטטיות בין יונים.
איור 01: יצירת קשר יוני בין אטומי נתרן וכלור
אלקטרוניטיביות היא מדידה של הזיקה של האטומים לאלקטרונים. אטום, בעל אלקטרושליליות גבוהה יכול למשוך אלקטרונים מאטום בעל אלקטרושליליות נמוכה ליצירת קשר יוני. לדוגמה, לנתרן כלורי יש קשר יוני בין יון נתרן ליון כלורי. נתרן הוא מתכת וכלור הוא לא מתכת; לכן, יש לו אלקטרושליליות נמוכה מאוד (0.9) בהשוואה לכלור (3.0). בגלל הבדל האלקטרושליליות הזה, כלור יכול למשוך אלקטרון מנתרן וליצור יוני Cl– באותו הזמן, נתרן יוצר יוני Na+. בגלל זה, שני האטומים מקבלים את התצורה האלקטרונית היציבה של הגז האציל. Cl– ו-Na+מוחזקים יחד על ידי כוחות אלקטרוסטטיים מושכים, ובכך יוצרים קשר יוני; קשר Na-Cl.
מהם איגרות חוב קוולנטיות?
כאשר שני אטומים, בעלי הבדל אלקטרושליליות דומה או נמוך מאוד, מגיבים יחד, הם יוצרים קשר קוולנטי על ידי שיתוף אלקטרונים. בדרך זו, שני האטומים יכולים להשיג את התצורה האלקטרונית של הגז האציל על ידי שיתוף אלקטרונים.מולקולה היא התוצר הנובע מיצירת קשרים קוולנטיים בין אטומים. לדוגמה, אטומים של אותו יסוד מתחברים ויוצרים מולקולות כמו Cl2, H2, או P4, כל אטום נקשר לאחר באמצעות קשר קוולנטי.
איור 02: קשרים קוולנטיים בין אטומי פחמן ומימן במולקולת מתאן
למולקולת מתאן (CH4) יש גם קשרים קוולנטיים בין אטומי פחמן ומימן; ישנם ארבעה קשרים קוולנטיים בין אטום פחמן מרכזי אחד לארבעה אטומי מימן (ארבעה קשרי C-H). מתאן הוא דוגמה למולקולה בעלת קשרים קוולנטיים בין אטומים עם הבדל אלקטרוני שליליות נמוך מאוד.
מה ההבדל בין קשר יוני וקולנטי?
איונדים נגד קוולנטיים |
|
| קישור כימי בין שני אטומים הנגרם על ידי הכוח האלקטרוסטטי בין יונים בעלי מטען הפוך בתרכובת יונית. | קישור כימי בין שני אטומים או יונים שבו זוגות האלקטרונים משותפים ביניהם. |
| מספר האטומים | |
| מתרחשים בין מתכות ללא מתכות. | מתרחש לרוב בין שתי לא מתכות. |
| מספר האלקטרונים | |
| העברה מלאה של אלקטרונים מתרחשת. | מתרחש כאשר שני אלמנטים (או יותר) חולקים אלקטרונים. |
| תרכובות | |
| נראה בדרך כלל כגבישים, שבהם מעט יונים בעלי מטען חיובי מקיפים יון בעל מטען שלילי. | האטומים הקשורים בקשרים קוולנטיים קיימים כמולקולות, שבטמפרטורת החדר, קיימות בעיקר כגזים או נוזלים. |
| Polarity | |
| לקשרים יוניים יש קוטביות גבוהה. | לקשרים קוולנטיים יש קוטביות נמוכה. |
| נכסים פיזיים | |
| לתרכובות יוניות יש נקודות התכה ורתיחה גבוהות מאוד, בהשוואה למולקולות קוולנטיות. | למולקולות קוולנטיות יש נקודות התכה ורתיחה נמוכות בהשוואה לתרכובות יוניות. |
| מסיסות מים | |
| בממיסים קוטביים (כגון מים), תרכובות יוניות ממיסות יונים משחררים; פתרונות כאלה מסוגלים להוליך חשמל. | בממסים קוטביים, מולקולות קוולנטיות אינן מתמוססות במידה ניכרת; לפיכך פתרונות אלו אינם מסוגלים להוליך חשמל. |
סיכום – קשרים יוניים נגד קוולנטיים
קשרים יוניים וקולנטיים הם שני הסוגים העיקריים של קשרים כימיים הקיימים בתרכובות. ההבדל בין קשר יוני לקוולנטי הוא שקשרים יוניים מתרחשים בין אטומים בעלי אלקטרושליליות שונות מאוד ואילו קשרים קוולנטיים מתרחשים בין אטומים עם הבדלי אלקטרושליליות דומים או נמוכים מאוד.
