Les liaisons métalliques / ioniques sont-elles plus faibles que les liaisons covalentes?

Le quartz et le diamant sont des substances plus fortes car leurs molécules forment des structures covalentes en réseau. Ces structures forment une structure de type treillis, à peu près la même que les composés ioniques.

Ce réseau moléculaire est également la raison pour laquelle le diamant et le quartz forment des structures cristallines, tout comme vous le voyez dans les substances ioniques telles que NaCl. Certaines autres structures que vous voudrez peut-être examiner sont le graphite et le graphène, qui sont tous deux des allotropes de carbone (les allotropes sont, en termes simples, différents arrangements moléculaires dun élément).

La structure du réseau se combine pour créer la substance plus forte que les substances liées covalentes normales.

Donc, pour répondre à votre question, les substances avec des liaisons covalentes standard semblent être plus faibles que celles avec des liaisons ioniques car les liaisons ioniques ont tendance à former une structure en réseau, ce qui les rend Vous pouvez le voir dans le fait que les points débullition des sels ioniques sont beaucoup plus élevés que celui dune substance covalente comme leau. Cependant, lorsque les liaisons covalentes forment des structures covalentes en réseau, les atomes se combinent pour former une macromolécule singulière qui est beaucoup plus forte que les liaisons covalentes singulières.

Commentaires

• Votre explication ‘ ne semble pas expliquer ce que vous dites. Vous expliquez en utilisant le fait que les composés ioniques forment des structures de réseau à létat solide, mais vous écrivez ensuite que les points débullition des sels ioniques sont plus élevés. À létat liquide, les liaisons ioniques ont déjà été rompues. Donc, quand vous parlez du point débullition des sels ioniques, il ny a aucun rapport avec la force de la liaison ionique.
• @TanYongBoon, jai utilisé les points débullition parce que je sentais quils sont plus comparables à la véritable énergie requise pour briser les liaisons ioniques individuelles (par rapport aux points de fusion, au moins). Nous avons tendance à mesurer la force des interactions ioniques par lénergie du réseau, qui est définie comme lénergie requise par mole de substance ionique pour convertir le solide en ions gazeux constituants. Ce nombre, cependant, représente à la fois lénergie de sublimation ET lenthalpie de liaison individuelle. Lutilisation des points débullition nous permet donc au moins déviter de comparer les enthalpies de fusion et de comparer plus directement les enthalpies de liaison.
• @TanYongBoon bien sûr, la nature en treillis des composés ioniques complique nécessairement la comparaison.

Ce que vous avez appris dans votre cours de minéralogie était correct; la force de liaison diminue dans lordre suivant covalent> ionique> métallique. Le raisonnement en est le suivant. Dans les liaisons covalentes telles que celles du méthane et de loxygène, les électrons de valence sont partagés entre les atomes impliqués dans la liaison et ils (les électrons) passent la plupart de leur temps dans la région entre les noyaux impliqués dans la liaison; cela crée un lien fort. Dans les matériaux ioniques tels que le chlorure de sodium, les électrons sont donnés dun atome (électropositif) à lautre atome (électronégatif) afin que les atomes atteignent une structure de coquille remplie. Les atomes ioniques sont attirés les uns vers les autres par lattraction électrostatique et les réseaux cristallins qui se forment. Les liaisons formées par attraction électrostatique ne sont pas aussi fortes que celles formées par le partage covalent délectrons. Enfin, dans les métaux, les électrons les plus externes sont donnés ou «regroupés» dans la structure de bande qui existe dans les métaux.Les électrons sont libres de parcourir de grandes distances (doù la conductivité des métaux) et servent de colle pour maintenir ensemble tous les noyaux métalliques chargés positivement. Ainsi dans le cas des métaux, il ny a pas de liaisons métal-métal significatives et ces liaisons sont donc les plus faibles.

Commentaires

• Comme indiqué dans une question différente , je suis respectueusement en désaccord avec le fait que Les liaisons ioniques ne sont pas aussi fortes que les liaisons covalentes.
• Dans la question mentionnée ci-dessus, vous notez que la plus grande force de liaison covalente est de 945 kJ / mol dans $ \ ce {N2} $. Alors que la force de liaison ionique dans $ \ ce {LiF} $, qui devrait représenter lune des liaisons ioniques les plus fortes ( voir ici ) nest que de 577 kJ / mol. Donc, au moins en comparant les liaisons covalentes et ioniques plus fortes, les liaisons covalentes sont plus fortes. Peut-être pourriez-vous également fournir des données BDE pour des liaisons covalentes et ioniques plus moyennes et nous pouvons voir lesquelles sont les plus fortes dans ce domaine.
• Jai également inclus des commentaires sur dautres liaisons covalentes. Mais je pense que cest une course folle de ‘. La grande perspicacité de Pauling était que toute liaison avec différents atomes aura au moins une composante ionique / électrostatique. En effet, un article auquel jai fait référence dans ma réponse suggère que de nombreuses liaisons sont fortement covalentes et fortement ioniques.

Cela dépend, car pour les liaisons covalentes, il existe deux types de liaisons, réseau ou moléculaire, ou comme je lai aussi entendu dire, covalente polaire et covalente non polaire. Mais, le réseau covalent consiste en un vaste réseau parmi les atomes et chacun est connecté, et ils se composent principalement dun élément.

Prenons un diamant par exemple, il nest composé que de carbone, mais comme les atomes sont connectés les uns aux autres et nont pas de liaison entre les molécules, comme quelque chose comme le sel, qui est une liaison ionique, il est plus difficile à casser. Cependant, sil sagissait dune liaison covalente moléculaire, alors toute lhistoire est différente, car ils ont tendance à être des liaisons très faibles et facilement cassées comme le sucre ou autrement connu sous le nom de glucose, le saccharose na pas dimportance, cest toujours une liaison moléculaire covalente car ils ont des molécules alors quun diamant est techniquement une grosse molécule.

Mais, comme le sucre a des multiples, la liaison entre les autres molécules est plus faible que les liaisons entre les éléments eux-mêmes, alors elle est vraiment faible.

Cela savère être une question absurde. Les liaisons chimiques couvrent toute la gamme, de très forte à très faible, comme en témoigne le quantité dénergie nécessaire pour les rompre. Essayer de dire que les liaisons qui sont soit ioniques soit covalentes sont plus fortes est une grosse erreur, à commencer par le fait que «ionique» et «covalent» ne sont que les extrêmes hypothétiques du continuum de liaison et peuvent être considérés comme des liens «idéaux». Les liens réels se situent le long du continuum et ont s des deux types dobligations idéales. Par conséquent, votre question dorigine na pas sa place dans létude de la chimie.

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• Cest un problème récurrent dû au fait que les cours de base ( et les professeurs de cela) font semblant dordonner simplement les liens en fonction de leur force. Ajoutez à cela le fait que les liaisons ioniques perdent leur force dans leau (un cas de cheval de travail pour la plupart sinon tous les chimistes) et vous tombez alors sur le fait que même ici, beaucoup soutiennent quune liaison covalente est en elle-même plus forte quune liaison ionique.

Ne confondez pas la force de se lie avec la force des forces qui maintiennent les solides cristallins ensemble

Il y a une raison pour laquelle les leçons que vous avez apprises de la chimie sont différentes des leçons apprises en minéralogie : ils ne parlent pas des mêmes choses.

Le problème est que la minéralogie les liaisons dont ils parlent sont les liaisons qui maintiennent les cristaux ensemble mais en chimie ce dont on parle souvent sont les liaisons qui maintiennent le molécules ensemble pas les cristaux fabriqués à partir des molécules.

Cette distinction est importante. La grande majorité des cristaux en chimie sont constitués de molécules discrètes maintenues ensemble b y des forces intermoléculaires plus faibles (parfois appelées liaisons de van Der Waals). Celles-ci sont assez faibles par rapport aux liaisons covalentes et donnent des cristaux faibles et ayant des points de fusion bas. Ainsi, un chimiste pourrait examiner des composés où la liaison dans les molécules est covalente et faire la généralisation quils forment généralement des cristaux beaucoup plus faibles que les métaux ou les composés ioniques. Mais cest parce que les liaisons qui forment les cristaux ne sont pas covalentes.

Un minéralogiste sintéressera principalement aux composés qui ne sont pas constitués de molécules discrètes mais sont constitués de réseaux ioniques ou covalents réseaux (ou les deux).Il ny a pas de molécules de diamant, le cristal est un réseau solide maintenu par un réseau (presque) infini de liaisons covalentes C-C, car la silice est maintenue ensemble par un réseau infini de liaisons O-Si-O. Dautres minéraux sont un mélange des deux avec de nombreux silicates contenant, par exemple, des feuilles de structures O-Si-O avec une variété dions entre les deux. Ainsi, pour un minéralogiste, les liaisons covalentes semblent fortes par rapport aux autres types de liaisons. Les liaisons ioniques sont fortes mais pas aussi fortes que les solides de réseau purement covalents.

Et le problème est encore compliqué par les définitions de force qui sont trop étroites. Les métaux sont-ils plus forts ou plus faibles que les structures de type diamant? Cela dépend de ce que vous entendez par force. Le diamant est plus dur que nimporte quel métal, mais il est également plus fragile. Si la résilience à être frappé avec un objet pointu compte, choisissez un objet en métal ductile plutôt quun diamant nimporte quel jour. Cela se produit parce que la structure cristalline de certains métaux peut absorber de lénergie en réorganisant les défauts cristallins plutôt quen brisant les liaisons (à peu près la seule option dans la silice ou le diamant). Donc, dans un sens, les métaux sont plus forts que les solides covalents.

La leçon générale est de faire attention aux définitions. Il ny a pas de bonne généralisation de la résistance cristalline en fonction des types de liaisons. Soyez prudent si vous parlez des liaisons au sein des composants du cristal (molécules) ou des liaisons qui maintiennent ces composants ensemble (de nombreux composés «covalents» sont constitués de cristaux où les molécules sont maintenues ensemble par des forces beaucoup plus faibles). Noubliez pas que de nombreux minéraux ont à la fois des liaisons ioniques et covalentes. Et soyez précis sur ce que vous entendez par «force» (par exemple, le harnais signifie que la résilience aux chocs nest pas la même chose).

Les liaisons ioniques et métalliques sont plus faibles que les liaisons covalentes. Cest exact, cest pourquoi le cristal covalent est beaucoup plus dur que le cristal / polycristal ionique et métallique.

La deuxième affirmation est fausse car premièrement, le point de fusion nest pas proportionnel à la force de la liaison chimique. Il y a plus de facteurs tels que la flexibilité des molécules. Le point débullition est plutôt proportionnel.

Plus important, le les forces inter-particules à comparer entre le composé organique et le composé ionique ou métallique sont PAS parmi liaison covalente vs liaison ionique vs liaison métallique. Cest parmi force intermoléculaire (dipôle-dipôle, liaison H, Van der waals) vs liaison ionique vs liaison métallique. Et le premier est bien plus faible que le deuxième et le troisième à coup sûr. Le point débullition des composés organiques est donc beaucoup plus bas.

Je ne sais pas quel est le consensus qui est arrivé par des chimistes du monde entier, mais je voudrais juste offrir mes deux cents « sur la question. Cette question a toujours été une question à laquelle mes professeurs se sont toujours attaqués lorsquils enseignent la liaison chimique et leur réponse a toujours été la même:

Il nest pas juste de faire une comparaison car ces liaisons sont finalement très variables en termes de force.

Je suis daccord avec cela, mais permettez-moi de donner mon point de vue sur ce problème.

La force des liaisons covalentes dans les substances moléculaires simples (ainsi que celles des structures de réseaux géants) peut Ainsi, les énergies de liaison de la plupart des liaisons covalentes sont bien connues et elles peuvent être facilement utilisées pour de telles comparaisons dénergie de liaison. Cependant, la force des liaisons ioniques et des liaisons métalliques nest pas t si clair.

Par définition, la liaison ionique est la force électrostatique dattraction entre les ions chargés positivement et négativement dans un réseau ionique tandis que la liaison métallique est la force électrostatique dattraction entre les ions métalliques chargés positivement et les électrons environnants.

Dans un réseau ionique, il y a tellement dions interagissant électrostatiquement les uns avec les autres. Comment alors déterminer la force de la liaison ionique? Lidée de lénergie de réseau pourrait être utilisée, mais les comparaisons faites à laide de lénergie de réseau nauraient de sens que lorsque nous comparons entre les réseaux ioniques. Il ne peut pas être utilisé pour comparer avec des liaisons covalentes!

Considérons lénergie de dissociation des liaisons de $ \ ce {H-H} $ et lénergie de réseau du chlorure de sodium. Le BDE de $ \ ce {H-H} $ est $ \ ce {+ 436 kJ / mol} $ tandis que lénergie du réseau de $ \ ce {NaCl} $ est $ \ ce {+ 786 kJ / mol} $. Les deux sont en termes de « par mole de quelque chose ». Mais ce «quelque chose» est différent dans chaque cas. Dans le cas de lhydrogène, ce « quelque chose » serait la liaison $ \ ce {HH} $ mais dans le cas du composé ionique $ \ ce {NaCl} $, ce « quelque chose » est le $ \ ce {NaCl} $ unité de formule. Et ce nest pas la même chose que « par mole de liaisons ioniques entre $ \ ce {Na ^ +} $ et $ \ ce {Cl ^ -} $ ».La force de la liaison ionique nest pas si facile à déterminer car chaque ion se trouve dans un environnement électrostatique qui est influencé par tous les autres ions qui lentourent. La même idée peut être appliquée aux liaisons métalliques.

En substance, je pense quil ny a aucune base de comparaison équitable entre les liaisons métalliques, ioniques et covalentes en termes de force de liaison.