Просмотры: 222 Автор: Озеро Публикация Время: 2025-04-16 Происхождение: Сайт
Контент меню
>> Ионная связь
>> Электроотрицательность и характер связи
>> Химический состав и структура
>> Физические и химические свойства
● Определение типа связи в оксиде алюминия
>> Разница в электроотрицательности
>> Периодические таблицы трендов
● Структура Льюиса оксида алюминия
● Сравнение оксида алюминия с ковалентными соединениями
● Хлорид алюминия (alcl₃): связанное соединение
● Банановое соединение в алюминиевых соединениях
>> 1. Является ли оксид алюминия (al₂o₃) ионным или ковалентным?
>> 2. Какова разница в электроотрицательности между алюминием и кислородом?
>> 3. Как периодическая таблица помогает определить тип связи в оксиде алюминия?
>> 4. Есть ли оксид алюминия какого -либо ковалентного характера?
>> 5. Как структура Льюиса оксида алюминия поддерживает его ионную природу?
● Цитаты:
Оксид алюминия (al₂o₃), также известный как глинозем, представляет собой соединение, широко используемое в различных отраслях, включая абразивы, керамику и электронику. Понимание природы химических связей в этом соединении имеет решающее значение для прогнозирования его поведения и применения. Следовательно, общий вопрос: ковалентный или ионный оксид алюминия? Эта всеобъемлющая статья углубляется в характер химической связи в Оксид алюминия , анализируя его структуру, свойства и факторы, которые влияют на ее классификацию как ионную или ковалентную. Мы будем поддерживать наше обсуждение с подробными объяснениями, научными доказательствами, изображениями и видео.
Ионная связь происходит за счет электростатического притяжения между противоположно заряженными ионами. Эти ионы образуются, когда один атом переносит электроны в другой. Как правило, ионные связи образуются между металлами и неметалами из -за их большой разницы в электроотрицательности.
Ковалентная связь включает в себя совместное использование электронов между атомами. Этот тип связи обычно происходит между двумя неметаллами с одинаковой электроотрицательностью.
Электроотрицательность является мерой способности атома привлекать электроны в химической связи. Разница в электроотрицательности (ΔEN) между двумя связанными атомами может помочь предсказать тип связи:
- Δen <0,4: неполярная ковалентная связь
- 0,4 <Δen <1,7: полярная ковалентная связь
- Δen> 1,7: ионная связь
Оксид алюминия состоит из атомов алюминия (Al) и кислорода (O). Его химическая формула - al₂o₃. Алюминий - это металл, а кислород - это неметал. Соединение имеет сложную кристаллическую структуру, обычно существующую как альфа-алюминия (α-аль-o₃), которая является наиболее стабильной формой.
- Высокая твердость: твердость MOHS ≈ 9
- Высокая температура плавления: приблизительно 2072 ° С (3762 ° F)
- Химическая инертность: устойчивая к кислотам и основаниям
- Электрический изолятор: плохой проводник электричества
- Амфотерная природа: может реагировать как с кислотами, так и с основаниями
Чтобы определить, является ли оксид алюминия ковалентным или ионным, мы можем рассчитать разность электроотрицательности между алюминием и кислородом. Значения электроотрицательности:
- Алюминий (AL): 1,61
- кислород (O): 3.44
Следовательно, разница в электроотрицательности (ΔEN) составляет:
$$
Delta en = | 3.44 - 1,61 | = 1,83
$$
Согласно правилу разности электроотрицательности, ΔEN 1,83 указывает на то, что оксид алюминия является преимущественно ионным соединением [4].
Алюминий - это металл, а кислород - это неметал. Соединения, образованные между металлами и неметаллами, как правило, являются ионными, поскольку металлы имеют тенденцию терять электроны с образованием положительных ионов (катионов), в то время как неметаллы получают электроны с образованием отрицательных ионов (анионы) [1].
В случае оксида алюминия алюминий теряет три электрона с образованием ионов Al 3+ , в то время как кислород получает два электрона с образованием O 2- ионов. Полученное электростатическое притяжение между этими противоположно заряженными ионами приводит к образованию ионной связи [5].
Свойства оксида алюминия также подтверждают его классификацию как ионное соединение:
- Высокая точка плавления: ионные соединения обычно имеют высокие точки плавления из -за сильных электростатических сил между ионами [1].
- Твердость и хрупкость: ионные соединения, как правило, твердые и хрупкие из -за жесткой структуры кристаллической решетки.
- Электрическая проводимость: ионные соединения проводят электричество при растворении в воде, но не в твердом состоянии [1].
Структура Льюиса оксида алюминия иллюстрирует перенос электронов от алюминия в кислород. Каждый атом алюминия жертвует три электрона, и каждый атом кислорода принимает два электрона. Это приводит к тому, что ионы Al 3+ и O 2, удерживаемые ионными связями.
В то время как оксид алюминия является преимущественно ионным, высокая плотность иона Al 3+ может поляризовать электронное облако O 2- иона, придавая некоторый ковалентный характер связи [2]. Эта поляризация происходит потому, что небольшой, высоко заряженный алюминиевый ион привлекает электронное облако более крупного оксидного иона, искажая его и приводит к частичному распределению электронов.
Чтобы дополнительно проиллюстрировать ионную природу оксида алюминия, полезно сравнить его с соединением с ковалентными связями, такими как метатан (CH₄).
| Свойство | оксида алюминия (al₂o₃) | метатан (CH₄) |
|---|---|---|
| Тип связи | Ионный с каким -то ковалентным характером | Ковалент |
| Разница в электроотрицательности | 1.83 | 0.35 |
| Точка плавления | 2072 ° C. | -182,5 ° C. |
| Электрическая проводимость | Проводит при растворенных в воде | Не проводящий |
| Структура | Кристаллическая решетка | Дискретные молекулы |
Значительные различия в температуре плавления и электрической проводимости подчеркивают фундаментальные различия между ионными и ковалентными соединениями.
Хлорид алюминия (Alcl₃) обеспечивает интересный контраст с оксидом алюминия. Несмотря на то, что он также состоит из металла и неметала, его склеивающий характер более сложный. В твердом состоянии Alcl₃ образует полимерную структуру со значительным ковалентным характером.
Однако разница в электроотрицательности между алюминиевым и хлором составляет:
- Алюминий (AL): 1,61
- хлор (CL): 3.16
Δen = | 3.16 - 1,61 | = 1,55
Меньшая разница электроотрицательности предполагает более ковалентный характер по сравнению с оксидом алюминия [3].
В некоторых алюминиевых соединениях, таких как Al₂cl₆, присутствует специальный тип связи, называемый 3-центром-4-электронным связью, также известный как банановое соединение. Этот тип связи включает в себя совместное использование электронов между тремя атомами, что способствует ковалентному характеру молекулы.
Этот тип связи не присутствует в оксиде алюминия, что является дополнительной причиной для того, почему оксид алюминия не является ковалентным.
В заключение, оксид алюминия (al₂o₃) является преимущественно ионным соединением из-за большой разности электроотрицательности между алюминием и кислородом, что приводит к переносу электронов и образованию 3+ и O 2- . ионов Al Хотя может быть некоторый ковалентный характер из -за эффектов поляризации, ионная природа доминирует, о чем свидетельствует ее высокая температура плавления, твердость и электрическая проводимость при растворенных в воде.
Оксид алюминия является преимущественно ионным из -за большой разницы электроотрицательности между алюминием и кислородом [1].
Разница в электроотрицательности составляет 1,83, что указывает на ионную связь [4].
Алюминий - это металл, а кислород - это неметал. Соединения, образованные между металлами и неметаллами, как правило, являются ионными [1].
Да, небольшой и высоко заряженный алюминиевый ион может поляризовать электронное облако иона оксида, придавая некоторый ковалентный характер [2].
Структура Льюиса показывает перенос электронов от алюминия в кислород, образуя ионы Al 3+ и O 2-2 [5].
[1] https://www.youtube.com/watch?v=4rbpkjyem7a
[2] https://www.echemi.com/community/why-does-aluminum-oxide-have-both-covalent-and-yonic-properties_mjart22040915906_66.html
[3] https://chemistry.stackexchange.com/questions/50122/how-is-al2cl6-colalent-and-al2o3-onic
[4] https://study.com/academy/lesson/aluminum-oxide-formula-uses.html
[5] https://www.youtube.com/watch?v=y6uvmiyr07k
[6] https://www.reddit.com/r/chemhelp/comments/4ek271/what_is_the_bonding_present_in_al2o3/
[7] https://www.ceramicsrefractories.saint-gobain.com/news-articles/understanding-different-al2o3-bonding-types
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/aluminium_oxide
[9] https://chemrevise.org/wp-content/uploads/2019/12/5.1.-periodicity.pdf
[10] https://www.chem.fsu.edu/chemlab/chm1020c/lecture%204/01.php
[11] https://homework.study.com/explanation/determine-whesther-al2o3-is-an-anic-or-covalent-compound-and-then-che-a-rel-rules-it-it.html
[12] https://www.youtube.com/watch?v=aufsfesoknk
[13] https://www.reddit.com/r/chemistry/comments/kw8rlx/can_someone_explain_how_to_differentiate_between/
[14] https://study.com/cimages/videopreview/rhzr9zecdj.jpg?sa=x&ved=2ahukewjmokgw2dymaxuxmdqihaghbscq_b16bagleai
[15] https://edu.rsc.org/download?ac=521478
[16] https://www.docbrown.info/page04/4_72bond2j.htm
[17] https://www.youtube.com/watch?v=iz7eyubu884
