Valintakoe B: Lääketiede ja biotieteet
Mitä eroa on ionisidoksella ja kovalenttisella sidoksella?
Ionisidoksessa elektroni siirtyy atomilta toiselle, ja syntyneet vastakkaismerkkiset ionit vetävät toisiaan puoleensa. Kovalenttisessa sidoksessa kaksi atomia jakaa yhden tai useamman elektroniparin, jolloin atomit saavuttavat yleensä täyden ulkokuoren. Ionisidos syntyy tyypillisesti metallin ja epämetallin välille, kuten natriumkloridissa, ja kovalenttinen sidos kahden epämetallin välille, kuten vedessä ja hiilidioksidissa.
Sidostyyppiä voi arvioida elektronegatiivisuuserolla ΔEN. Kun ero on alle noin 0,4, elektronipari jakautuu lähes tasan ja sidos on pooliton kovalenttinen. Välillä 0,4-1,7 sidos on poolinen kovalenttinen, ja atomeille syntyy osittaisvaraukset δ+ ja δ−. Yli 1,7:n ero kuvataan yleensä ionisidoksena. Rajat ovat sopimuksia, sillä sidostyyppi on jatkumo.
Ioniyhdiste ei muodosta erillisiä molekyylejä vaan kolmiulotteisen hilan, jossa jokaista ionia ympäröivät vastakkaismerkkiset ionit. Siksi ioniyhdisteiden sulamispisteet ovat korkeita, ja sulana tai liuenneena ne johtavat sähköä.
Molekyylin poolisuus riippuu sidosten poolisuuden lisäksi muodosta. Vesimolekyyli on taipunut, joten sen sidosdipolit eivät kumoa toisiaan ja molekyyli on poolinen. Hiilidioksidi on suora, joten sen kaksi poolista sidosta kumoavat toisensa ja molekyyli on pooliton.
Kaava
ΔEN = |EN₁ − EN₂|. Alle noin 0,4: pooliton kovalenttinen. 0,4-1,7: poolinen kovalenttinen. Yli noin 1,7: ionisidos.
Esimerkki
Pauling-asteikon elektronegatiivisuudet ovat Na 0,93, Cl 3,16, H 2,20, C 2,55 ja O 3,44. Päättele sidostyyppi: Na-Cl, O-H ja C-H.
- Na-Cl: ΔEN = 3,16 − 0,93 = 2,23, joten sidos on ionisidos.
- O-H: ΔEN = 3,44 − 2,20 = 1,24, joten sidos on poolinen kovalenttinen, ja happi on osittain negatiivinen.
- C-H: ΔEN = 2,55 − 2,20 = 0,35, joten sidos on lähes pooliton kovalenttinen. Siksi hiilivedyt eivät liukene veteen.
Tyypillinen virhe
Natriumkloridia kutsutaan joskus molekyyliksi. Ioniyhdisteessä ei ole molekyylejä, vaan kaava NaCl kertoo ionien suhteen hilassa. Toinen virhe on vertailla vain suurinta elektronegatiivisuutta, vaikka ratkaiseva on erotus.
Valintakokeessa B
Kemiallinen sidos kuuluu lukion kemiaan, ja kemia on osa valintakokeen B biologian ja kemian osiota, jonka kaikki hakijat tekevät. Sidostyyppi on usein perustelu biologiselle ilmiölle, kuten solukalvon rakenteelle tai aineen liukoisuudelle.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe B -kurssin luvussa 12: Aineen rakenne ja sidokset. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Mikä on poolinen kovalenttinen sidos?
Poolisessa kovalenttisessa sidoksessa elektronipari on jaettu, mutta epätasaisesti. Elektronegatiivisempi atomi vetää elektroneja puoleensa ja saa osittaisen negatiivisen varauksen, ja toinen atomi osittaisen positiivisen. Esimerkiksi vedessä happi on osittain negatiivinen ja vedyt osittain positiivisia.
Mikä on metallisidos?
Metallisidoksessa metalliatomien uloimmat elektronit eivät kuulu millekään yksittäiselle atomille, vaan ne liikkuvat vapaasti positiivisten metalli-ionien hilan ympärillä. Vapaat elektronit selittävät, miksi metallit johtavat sähköä ja lämpöä ja miksi niitä voi taivuttaa ja takoa rikkomatta rakennetta.