Ионная и металлическая связь. Как определить вид связи

Ковалентная связь возникает между неметаллами, которые стремятся принять электроны. А что происходит, когда встречаются атом металла, охотно отдающий электроны, и атом неметалла, охотно их принимающий? И как держатся друг за друга атомы в куске металла, где неметаллов нет совсем?

Ионы

Атом натрия имеет на внешнем слое один электрон (2, 8, 1). Отдав его, он получает завершённый слой, как у неона, но в ядре остаётся 11 протонов, а электронов становится 10, и частица приобретает заряд +1. Атом хлора (2, 8, 7), приняв один электрон, получает слой аргона и заряд −1:

\[ \ce{Na^0 - e- -> Na+}, \qquad \ce{Cl^0 + e- -> Cl-} \]

Ион — это заряженная частица, в которую превращается атом (или группа атомов), отдав или приняв электроны. Положительно заряженные ионы называют катионами (\(\ce{Na+}\), \(\ce{Ca^{2+}}\), \(\ce{Al^{3+}}\)), отрицательно заряженные — анионами (\(\ce{Cl-}\), \(\ce{O^{2-}}\), \(\ce{S^{2-}}\)). Ионы могут состоять и из нескольких атомов: ион аммония \(\ce{NH4+}\), сульфат-ион \(\ce{SO4^{2-}}\), нитрат-ион \(\ce{NO3-}\).

Ионная связь

Катионы и анионы притягиваются друг к другу, как разноимённые заряды. Ионная связь — это связь между ионами, возникающая за счёт их электростатического притяжения. Она образуется, когда разница электроотрицательностей атомов очень велика, то есть между типичным металлом и типичным неметаллом: в хлориде натрия \(\ce{NaCl}\), оксиде кальция \(\ce{CaO}\), фториде калия \(\ce{KF}\). Ионные вещества — это соли, щёлочи и оксиды активных металлов. В солях со сложными ионами, например в сульфате натрия \(\ce{Na2SO4}\), связь между ионами \(\ce{Na+}\) и \(\ce{SO4^{2-}}\) ионная, а внутри сульфат-иона атомы серы и кислорода соединены ковалентными связями.

Можно считать ионную связь крайним случаем ковалентной полярной: общая пара смещена к атому неметалла настолько, что практически полностью ему принадлежит.

Металлическая связь

В металле нет неметалла, который забрал бы электроны. Атомы металла легко отдают внешние электроны, и эти электроны становятся общими для всего кусочка металла: они свободно перемещаются между положительно заряженными ионами, как газ, и удерживают их вместе. Металлическая связь — это связь между ионами металла, которую осуществляют свободно движущиеся общие электроны.

Металлическая связь объясняет свойства металлов (тема 1.2). Свободные электроны переносят заряд и тепло, поэтому металлы электро- и теплопроводны. Они отражают свет, поэтому металлы блестят. А при ударе слои ионов сдвигаются, но общие электроны продолжают их удерживать, поэтому металл не раскалывается, а гнётся и куётся.

Как определить вид связи по составу вещества

На ОГЭ вид связи определяют по составу вещества. Достаточно ответить на два вопроса: из каких элементов состоит вещество и сколько их.