Sự khác biệt chính - Mạng lưới phân tử cộng hóa trị và cộng hóa trị

Liên kết cộng hóa trị là một loại liên kết hóa học. Liên kết cộng hóa trị được hình thành khi hai nguyên tử chia sẻ các electron chưa ghép đôi của chúng. Liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử phi kim. Các nguyên tử này có thể thuộc cùng một nguyên tố hoặc các nguyên tố khác nhau. Cặp electron đang được chia sẻ giữa các nguyên tử được gọi là một cặp liên kết. Tùy thuộc vào độ âm điện của các nguyên tử tham gia vào sự chia sẻ này, liên kết cộng hóa trị có thể phân cực hoặc không phân cực. Thuật ngữ phân tử cộng hóa trị được sử dụng để giải thích các phân tử được hình thành bởi liên kết cộng hóa trị. Mạng cộng hóa trị là một hợp chất bao gồm một mạng lưới liên tục trong toàn bộ vật liệu, trong đó các nguyên tử liên kết với nhau thông qua liên kết cộng hóa trị. Đây là điểm khác biệt chính giữa mạng phân tử và mạng cộng hóa trị.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Phân tử cộng hóa trị là gì - Định nghĩa, Thuộc tính 2. Mạng cộng hóa trị là gì - Định nghĩa, Thuộc tính 3. Sự khác biệt giữa mạng lưới phân tử và cộng hóa trị là gì - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Cặp liên kết, Liên kết cộng hóa trị, Phân tử cộng hóa trị, Mạng cộng hóa trị, Electron, Độ âm điện, Nguyên tử phi kim, Không cực, Cực

Phân tử cộng hóa trị là gì

Thuật ngữ cấu trúc phân tử cộng hóa trị mô tả các phân tử có liên kết cộng hóa trị. Phân tử là một nhóm các nguyên tử liên kết với nhau thông qua các liên kết hóa học. Khi các liên kết này là liên kết cộng hóa trị, các phân tử này được gọi là hợp chất phân tử cộng hóa trị. Các cấu trúc phân tử cộng hóa trị này có thể là hợp chất phân cực hoặc hợp chất không phân cực tùy thuộc vào độ âm điện của các nguyên tử tham gia hình thành liên kết. Liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa các nguyên tử có giá trị độ âm điện giống nhau hoặc gần giống nhau. Nhưng nếu sự khác biệt giữa các giá trị độ âm điện của các nguyên tử cao đáng kể (0,3 - 1,4) thì hợp chất đó là hợp chất cộng hóa trị có cực. Nếu sự khác biệt nhỏ hơn (0,0 - 0,3), thì hợp chất là không phân cực.

Hình 1: Mêtan là một hợp chất phân tử cộng hóa trị

Hầu hết các cấu trúc phân tử cộng hóa trị có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp. Điều này là do lực liên phân tử giữa các phân tử cộng hóa trị đòi hỏi một lượng năng lượng thấp hơn để tách ra khỏi nhau. Các hợp chất phân tử cộng hóa trị thường có entanpi thấp của phản ứng tổng hợp và hóa hơi do cùng một lý do. Entanpi của nhiệt hạch là lượng năng lượng cần thiết để làm nóng chảy một chất rắn. Entanpi của quá trình hóa hơi là lượng năng lượng cần thiết để hóa hơi chất lỏng. Những thuật ngữ này được sử dụng để mô tả sự trao đổi năng lượng trong quá trình chuyển pha của vật chất. Vì lực hút giữa các phân tử cộng hóa trị không mạnh nên lượng năng lượng cần thiết cho các chuyển pha này là thấp.

Vì các liên kết cộng hóa trị là linh hoạt, các hợp chất phân tử cộng hóa trị mềm và tương đối linh hoạt. Nhiều hợp chất phân tử cộng hóa trị không tan trong nước. Nhưng cũng có những trường hợp ngoại lệ. Tuy nhiên, khi một hợp chất cộng hóa trị được hòa tan trong nước, dung dịch không thể dẫn điện. Điều này là do các hợp chất phân tử cộng hóa trị không thể tạo thành ion khi hòa tan trong nước. Chúng tồn tại dưới dạng phân tử được bao quanh bởi các phân tử nước.

Mạng cộng hóa trị là gì

Cấu trúc mạng cộng hóa trị là những hợp chất mà các nguyên tử được liên kết bằng liên kết cộng hóa trị trong một mạng lưới liên tục kéo dài trong toàn bộ vật liệu. Không có phân tử riêng lẻ nào trong hợp chất mạng cộng hóa trị. Do đó, toàn bộ chất được coi như một đại phân tử.

Các hợp chất này có điểm nóng chảy và điểm sôi cao hơn vì cấu trúc mạng cộng hóa trị có tính ổn định cao. Chúng không hòa tan trong nước. Độ cứng rất cao do sự hiện diện của các liên kết cộng hóa trị bền vững giữa các nguyên tử trong toàn bộ cấu trúc mạng. Không giống như trong cấu trúc phân tử cộng hóa trị, các liên kết cộng hóa trị mạnh ở đây nên bị phá vỡ để làm nóng chảy chất. Do đó, các cấu trúc này thể hiện nhiệt độ nóng chảy cao hơn.

Hình 2: Cấu trúc graphit và kim cương

Các ví dụ phổ biến nhất về cấu trúc mạng cộng hóa trị là than chì, kim cương, thạch anh, fullerene,… Trong than chì, một nguyên tử cacbon luôn liên kết với ba nguyên tử cacbon khác thông qua liên kết cộng hóa trị. Do đó, than chì có cấu trúc phẳng. Nhưng có lực Van der Waal yếu giữa các cấu trúc phẳng này. Điều này tạo cho graphit một cấu trúc phức tạp. Trong kim cương, một nguyên tử cacbon luôn được liên kết với bốn nguyên tử cacbon khác; do đó, kim cương có cấu trúc cộng hóa trị khổng lồ.

Sự khác biệt giữa mạng lưới phân tử và cộng hóa trị

Sự định nghĩa

Phân tử cộng hóa trị: Cấu trúc phân tử cộng hóa trị dùng để chỉ các phân tử có liên kết cộng hóa trị.

Mạng cộng hóa trị: Cấu trúc mạng cộng hóa trị là những hợp chất mà các nguyên tử của chúng được liên kết bằng liên kết cộng hóa trị trong một mạng lưới liên tục kéo dài trong toàn bộ vật liệu.

Điểm nóng chảy và Điểm sôi

Phân tử cộng hóa trị: Các hợp chất phân tử cộng hóa trị có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp.

Mạng cộng hóa trị: Các hợp chất mạng cộng hóa trị có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi rất cao.

Tương tác giữa các phân tử

Phân tử cộng hóa trị: Có lực Van der Waal yếu giữa các cấu trúc phân tử cộng hóa trị trong một hợp chất cộng hóa trị.

Mạng cộng hóa trị: Chỉ có liên kết cộng hóa trị trong cấu trúc mạng cộng hóa trị.

Độ cứng

Phân tử cộng hóa trị: Các hợp chất phân tử cộng hóa trị rất mềm và dẻo.

Mạng cộng hóa trị: Các hợp chất mạng cộng hóa trị rất cứng.

Phần kết luận

Cấu trúc phân tử cộng hóa trị là hợp chất chứa các phân tử có liên kết cộng hóa trị. Cấu trúc mạng cộng hóa trị là những hợp chất được cấu tạo bởi cấu trúc mạng có liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử trong toàn bộ vật liệu. Đây là điểm khác biệt chính giữa mạng phân tử và mạng cộng hóa trị.

Người giới thiệu:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Tìm hiểu các thuộc tính và đặc điểm của các hợp chất cộng hóa trị.” ThoughtCo, có sẵn tại đây. 2. "Chất rắn mạng cộng hóa trị." Hóa học LibreTexts, Libretexts, ngày 31 tháng 1 năm 2017, Có sẵn tại đây.3. Horrocks, Mathew. Phân tử và mạng lưới. 4collge. Có sẵn ở đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Diamond and graphite2” của Diamond_and_graphite.jpg: Người dùng: Công trình cải tiến: Nhà vật liệu học (nói chuyện) - Diamond_and_graphite.jpgFile: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia