Sifat sebatian ion dan kovalen

Halaman ini merangkumi satu standard kandungan Tingkatan 4 sahaja: sifat sebatian ion dan kovalen. Di sinilah keseluruhan bab membuahkan hasil, kerana sekarang anda menggunakan ikatan yang telah anda pelajari untuk menerangkan dan meramalkan sifat fizikal. Ia juga kegemaran soalan data, di mana anda diberi keputusan eksperimen dan diminta menentukan jenis ikatan. Fahami sifatnya, fahami sebabnya, dan belajar berhujah daripada bukti.

Mengapa dua jenis ini berbeza

Semua perbezaan kembali kepada struktur. Sebatian ion ialah kekisi ionik gergasi, susunan besar dan teratur ion positif dan negatif yang dipegang bersama oleh daya elektrostatik yang kuat ke semua arah. Sebatian kovalen mudah pula terdiri daripada molekul yang berasingan: ikatan kovalen di dalam setiap molekul adalah kuat, tetapi daya antara molekul adalah lemah. Segala yang di bawah ini berpunca daripada satu perbezaan ini.

Takat lebur dan takat didih

• Sebatian ion mempunyai takat lebur dan takat didih yang tinggi. Banyak tenaga diperlukan untuk mengatasi daya elektrostatik yang kuat di seluruh kekisi gergasi.
• Sebatian kovalen mudah mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah. Hanya daya lemah antara molekul perlu diatasi, ikatan kovalen kuat di dalam molekul tidak diputuskan, jadi sedikit tenaga sahaja diperlukan. Banyak yang berbentuk cecair atau gas pada suhu bilik.

Kekonduksian elektrik

Inilah sifat yang paling kerap diuji pemeriksa, kerana ia membezakan dengan sangat jelas:

• Sebatian ion mengalirkan elektrik apabila lebur atau larut dalam air, kerana ion pada masa itu bebas bergerak dan membawa cas. Ia tidak mengalirkan elektrik apabila pepejal, kerana ion dipegang pada kedudukan tetap dalam kekisi dan tidak boleh bergerak.
• Sebatian kovalen mudah tidak mengalirkan elektrik dalam mana-mana keadaan, pepejal, cecair mahupun larutan, kerana ia tidak mengandungi ion atau zarah bercas lain yang bebas bergerak.

Keterlarutan

• Sebatian ion biasanya larut dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut organik.
• Sebatian kovalen mudah biasanya tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik.

Satu lagi perbezaan yang berguna ialah keadaan fizikal pada suhu bilik: sebatian ion ialah pepejal hablur yang keras kerana kekisi gergasinya, manakala banyak sebatian kovalen mudah ialah cecair atau gas, atau pepejal lembut, kerana daya antara molekulnya lemah. Jika soalan memberi keadaan fizikal bahan, gunakannya sebagai petunjuk tambahan di samping takat lebur dan kekonduksian.

Contoh penyelesaian

Soalan. Seorang pelajar menguji dua bahan. Bahan P mempunyai takat lebur tinggi, larut dalam air, dan mengalirkan elektrik apabila lebur atau dalam larutan tetapi tidak apabila pepejal. Bahan Q mempunyai takat lebur rendah, tidak larut dalam air, dan tidak mengalirkan elektrik dalam mana-mana keadaan. Tentukan jenis ikatan dalam P dan dalam Q, dengan memberi sebab bagi setiap kesimpulan.

Langkah 1, Analisis takat lebur P. Takat lebur tinggi bermakna daya kuat di seluruh struktur, yang menunjukkan kekisi ionik gergasi.

Langkah 2, Analisis kekonduksian P. P mengalirkan elektrik apabila lebur atau dalam larutan tetapi tidak apabila pepejal. Inilah tanda sebatian ion: ion bebas bergerak apabila lebur atau larut, tetapi tetap dalam pepejal.

Langkah 3, Kesimpulan bagi P. P ialah sebatian ion (ia juga larut dalam air, yang secocok).

Langkah 4, Analisis Q. Takat lebur rendah bermakna hanya daya lemah antara molekul, dan Q tidak mengalirkan elektrik dalam apa-apa keadaan, menunjukkan tiada ion yang bebas bergerak. Tidak larut dalam air juga secocok. Jadi Q ialah sebatian kovalen mudah.

Jawapan. P ialah ion, takat lebur tinggi (daya kekisi kuat) dan ia mengalirkan elektrik hanya apabila lebur atau dalam larutan (ion boleh bergerak). Q ialah kovalen, takat lebur rendah (daya antara molekul lemah) dan ia tidak pernah mengalirkan elektrik (tiada ion bebas bergerak).

Soalan latihan

Soalan. Bahan R melebur pada suhu rendah dan tidak mengalirkan elektrik walaupun apabila lebur. Nyatakan sama ada R ialah sebatian ion atau kovalen, dan terangkan jawapan anda menggunakan kedua-dua bukti.

Jawapan. R ialah sebatian kovalen mudah. Takat lebur rendah menunjukkan hanya daya lemah antara molekul yang perlu diatasi, tipikal bagi bahan bermolekul dan bukan kekisi ionik gergasi. Hakikat bahawa ia tidak mengalirkan elektrik walaupun apabila lebur menunjukkan tiada ion yang bebas bergerak hadir, jika R ialah sebatian ion, ia akan mengalirkan elektrik sebaik lebur kerana ionnya akan bebas bergerak. Kedua-dua pemerhatian menunjukkan ikatan kovalen.

Petua peperiksaan

Dua sifat yang menentukan markah ialah takat lebur dan kekonduksian elektrik, dan anda mesti sentiasa memberi sebab, bukan sekadar fakta. Bagi kekonduksian, ungkapan penentu ialah “bebas bergerak”: sebatian ion mengalirkan elektrik apabila lebur atau dalam larutan kerana ionnya bebas bergerak, tetapi tidak apabila pepejal kerana ion dipegang pada kedudukan tetap; sebatian kovalen tidak pernah mengalirkan elektrik kerana tiada ion yang bebas bergerak. Bagi takat lebur, sentiasa kaitkan nilai tinggi dengan daya kuat dalam kekisi gergasi dan nilai rendah dengan daya lemah antara molekul. Apabila anda menentukan ikatan daripada data, petik bukti khusus bagi setiap kesimpulan.

Kedudukan tajuk ini

Ini standard terakhir bab Ikatan Kimia, dan ia mengaitkan ikatan ion dan ikatan kovalen kembali kepada dunia fizikal. Penaakulan di sini, struktur menerangkan sifat, muncul semula di seluruh Kimia, jadi ia berbaloi dikuasai sekarang. Kukuhkan jadual perbandingan dengan nota ulang kaji dan latih soalan penentuan daripada data dengan soalan latihan. Dalam kelas dalam talian satu-ke-satu Kimia SPM kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami memastikan setiap sifat yang anda nyatakan dipasangkan dengan sebabnya dan jawapan kekonduksian anda sentiasa menyebut ion bebas bergerak atau dipegang di tempat, iaitu tepat yang menjamin markah penuh pada standard ini merentasi Kimia SPM.

Ringkasan pantas

• Ion: kekisi gergasi, takat lebur tinggi, larut dalam air, mengalirkan elektrik apabila lebur atau dalam larutan (bukan pepejal).
• Kovalen (mudah): molekul berasingan, takat lebur rendah, biasanya tidak larut dalam air, mengalirkan elektrik dalam tiada keadaan.
• Kekonduksian bergantung pada ion yang bebas bergerak, bebas apabila lebur atau larut, tetap apabila pepejal, tiada dalam sebatian kovalen.
• Takat lebur bergantung pada kekuatan daya: daya kekisi kuat berbanding daya lemah antara molekul.
• Untuk menentukan ikatan daripada data, guna takat lebur dan kekonduksian elektrik bersama, dengan sebab.