Kondukilo en kemion

Fundamentoj de kemio

Ekiraj negocoj

Materio kaj ĝia fundamenta ecaro

Materio estas filozofia kategorio, ĝi estas io, kio ekzistas ekster la spirito. Filozofie, materio estas kategorio signifanta objektan realon, kies ekzistadon ni konas per la sensoj, kaj el kio konsistas la universo; senliman aron da objektoj kaj sistemoj ekzistantaj en la mondo. Materio estas eterna kaj senlima. Ĝia neforprenebla atributo estas movo. Materion karakterizas mem-evoluo, transformo de unu stato en alian. Ĝeneralaj objektaj formoj de la ekzistado de materio estas spaco kaj tempo. Science, materio estas ĉiuj substancoj de la universo, kaj vivantaj kaj ne-vivantaj, havantaj mason kaj okupantaj spacon. Substanco ne devas esti nud-okule videbla por ke ĝi estu konsiderata kiel materio. Sufiĉas nur, ke ĝi plenumu la du kondiĉojn, nome kaj mas-havon kaj spac-okupon.

La moderna scienco konas sekvantajn tipojn de materiaj sistemoj kaj konformaj al ili strukturaj niveloj: elementaj partikloj kaj kampoj, atomoj, molekuloj, geologiaj sistemoj, planedoj, astroj, engalaksiaj sistemoj, galaksioj, sistemoj de galaksioj.

Ekzistas ankaŭ specifaj tipoj de materio – Viva materio (Naturo) kaj socie organizita materio (Homa socio).

Historio de scienco kaj filozofio plejparte konsistas el konkludoj de diversiaj teorioj pri materio, komencante de la teorio de "Solidaj Atomoj" (Demokrito) kaj finante de Onda Teorio de kvantuma fiziko.

Oni povas distingi du formojn de materio: materialo kaj fortokampo. La vorto materialo povas signifi:

- ĉia materia substanco, el kiu la homa laboro produktas ion aŭ al kiu ĝi donas apartan formon,

- tuto de la objektoj, iloj ktp. necesaj por ago, laboro ks.,

- tuto de la scioj, necesaj por verki, redakti, fari mensan laboron.

La scienco kemio okupiĝas kun la unua du specoj de materio.

Kun fortokampoj okupiĝas fiziko kaj aliaj branĉoj de scienco.

Maso estas baza karaktero de ĉiu materiala objekto. La maso estas baza fizika grando, esprimanta la kvanton de materio konsistigantan iun korpon (SI-unuo: kilogramo)

La maso de iu korpo estas sama kie ajn ĝi estas en la universo.

En fiziko estas du manieroj ĝin difini (la ekvivalenteco de tiuj du difinoj ne estas memkomprenebla kaj nomiĝas "ekvivalentec-principo"):

- per la inerteco ligita kun ĝi

aŭ

- per la kampo de gravito, kiun ĝi estigas.

Ne intermiksu la mason kaj la pezon. La pezo de iu objekto mezuras la interagadon de ĝia maso kun kampo de gravito. (La pezo estas forto.)

Ilo por mezuri mason de iu objekto estas pesilo.

Denso aŭ volumena maso estas baza karaktero de ĉiuj materiaj objektoj. Denso estas tiu fizika grando, kiu esprimas la rilaton de la maso de difinita kvanto de substanco al ĝia volumeno. La simbolo de denso estas ro, kaj la mezunuoj estas: g/cm³, kg/m³, ktp.

Movo kaj energio

Se la korpo ŝanĝas sian lokon rilate al sia ĉirkaŭaĵo, oni diras, ke ĝi movas. La movanta korpo povas efektivigi laboron. La grando de laboro, kiun la korpo efikas dum la movo, kaj kiun ĝi kapablas efektivigi, nomiĝas energio. En ĝenerala senco estas movo ĉiu ŝanĝo. Laŭ la speco de movo diferencas diversaj specoj de energio, p. e.: meĥanika, termika, luma, elektra, kerna (nuklea), kemia, ktp. Unua formo de energio povas transiri al alia formo de energio.

La maso kaj energio ne estas separebla de masa objekto. La maso ne estas karaktero nur de materio, sed ankaŭ tio de fortaj kampoj, kiel p. e. de gravita, elektromagneta kampo. Maso kaj energio esprimas du diversajn karakterojn de materia objekto. Interrilaton esprimas la ekvacio de Einstein: E = mc², kie E estas energio, m estas maso, kaj c estas la rapideco de lumo. Laŭ la ekvacio la ŝanĝo de energio ĉiam kuniras kun ŝanĝo de maso, kaj inverse. Tamen ĉi tiuj ŝanĝoj en kemio estas neglekteble malgrandaj.

Homogenaj kaj heterogenaj materialoj

Materialo: Materialoj estas ĉiuj, de kiuj la objektoj konstruiĝas. Ili povas esti simplaj aŭ kunmetitaj. Korpo: El sama materialo eblas diversaj objektoj, kiuj diferenciĝas laŭ formo kaj mezuro. Ili povas esti diversaj fizikaj korpoj.
Homogenaj materialoj: Homogenaj materialoj estas el unu komponento.
Heterogenaj materialoj: Heterogenaj materialoj kunmetiĝas el diversaj komponentoj.

En praktiko oni parolas ankaŭ pri homogenaj kaj heterogenaj sistemoj,kiuj havas fazojn.
Fazo: Laŭ kemio kaj fiziko fazo de materio (iufoje stato de materio) estas stato, en kiu materio havas similajn kemian strukturon kaj fizikajn ecojn. La tri plej oftaj fazoj estas solido, likvaĵo kaj gaso. Aliaj malpli oftaj fazoj estas plasmo, superlikvaĵo, supersolido, ktp.
La tri bazaj materiaj fazoj, konataj jam de longe, distingiĝas jene:

- Solido havas fiksitajn formon kaj volumenon, kiujn ne eblas ŝanĝi sen energio;

- Likvaĵo havas fiksitan volumenon, kiu ŝanĝiĝas pro ŝanĝo de temperaturo, sed nur malmulte pro ŝanĝo de premo; ĝia formo tamen estas libera escepte de la surfaca tensio;

- Gaso havas nek difinitan formon nek difinitan volumenon; ĝi estas regata de la gasa ekvacio, kiu (ideale) difinas ĝian konduton sub ŝanĝoj de premo kaj temperaturo.

Por ĉiuj elementoj kaj kombinaĵoj la solida stato respondas al malpli altaj temperaturoj kaj la gasa stato al pli altaj; intere povas troviĝi la likva stato. La transiraj temperaturoj inter tiuj fazoj nomiĝas frostopunkto resp. bolpunkto. La transiro inter tiuj fazoj kutime signifas konsumon de energio (por fandi resp. gasigi). Sub certaj kondiĉoj iuj substancoj povas transiri sen fazoŝanĝo tiujn punktojn, kaŭzante staton de "pruntita energio", kiu estas tamen redonata ĉe la fine okazanta fazoŝanĝo.

Miksaĵoj

Kemie miksaĵo estas kunmetaĵo el pluraj substancoj en kiu la substancoj konservas siajn identecojn, tio estas, ne okazas kemia reakcio inter la komponantoj.

Ĉiuj miksaĵoj havas varieblan enhavon (la komponantoj povas esti miksitaj laŭ iu ajn proporcio), kaj oni povas reakiri la komponantojn sendifekte el la miksaĵo per fizikaj metodoj.

Ekzistas du tipoj de miksaĵoj: heterogenaj kaj homogenaj. La nombro da fazoj en miksaĵo decidas ĝian kategorion. Se miksaĵo enhavas nur unu fazon, ĝi estas homogena. Se du aŭ pli da fazoj ekzistas en miksaĵo, ĝi estas klasita kiel heterogena.

Tiel, heterogena signifas konsistanta el, aŭ implicanta partojn kiuj estas malsamaj aŭ sen interrilato, dum homogena signifas unuforma laŭ strukturo aŭ enhavo.

1. Homogenaj miksaĵoj

Homogenaj miksaĵoj, kontraste al heterogenaj, havas unuforman konsiston kaj aspekton ĉiuparte. Laŭdifine, nur unu fazo povas ĉeesti. Do, la miksaĵo devas elmontri nur unu aron da proprecoj – karakterizan por la unuobla fazo. Se ni provus iun ajn porcion de homogena miksaĵo, ni trovus ke ĝi havas la samajn ecojn kiel iu ajn alia porcio. Ekzemple, kulerpleno da suker-akvo prenita el surfaco de homogena suker-akva miksaĵo estas samdolĉa kiel tiu prenita el la fundo. Malgraŭ la unuforma aspekto, tamen, homogenaj miksaĵoj similas al heterogenaj en tio, ke ili povas esti apartigitaj en komponajn substancojn per fizikaj metodoj kaj ke iliaj enhavoj povas varii.

Ĉiuj komponantoj en homogena miksaĵo devas esti samstataj; alie, heterogeneco rezultas. Oftas homogenaj miksaĵoj de ĉiuj tri statoj. La aero estas homogena miksaĵo de gasoj, kaj motoroleo kaj benzino estas mult-komponaj homogenaj miksaĵoj de likvaj petroloj. Multaj metalaj alojoj, ekzemple 14-karata oro (alojo de kupro kaj oro), estas ekzemploj de solidaj homogenaj miksaĵoj. Likvajn homogenajn miksaĵojn oni nomas solvaĵoj.

2. Heterogenaj miksaĵoj

La fazoj en heterogena miksaĵo havas klarajn limojn kaj oni kutime observas ilin facile. Viando + legoma supo kompreneble estas heterogena miksaĵo enhavanta plurajn identigeblajn komponantojn. Betono ankaŭ estas ekzemplo. Kiam ni determinas la nombron de la fazoj en heterogena miksaĵo, ĉiujn porciojn de la sama fazo oni kalkulas kiel unu fazon. Ekzemple, oleo + vinagra kondimento konsistas el du fazoj (oleo kaj vinagro)senkonsidere ĉu la miksaĵo estas vigle agitita, formante multnombrajn miksitajn gutetojn, aŭ ĉu al ĝi estas permesite kunkolektiĝi donante du tavolojn. La fazoj en heterogena miksaĵo povas esti aŭ ne esti en sama fizika stato. Roka grundo konsistas el diversaj fazoj, kiuj ĉiuj estas en solida stato. Miksaĵo de sablo kaj akvo enhavas du fazojn en malsamaj statoj (solida kaj likva). La kvanto de la donita komponanto povas varii, kaj kutime ja varias en heterogena miksaĵo. Ekzemple, oni anticipas ke la kvanto da legomoj en supo varias iomete de unu supo al alia. Ĉi tiu manko de konstanta konsisto estas unu el la karakterizaĵoj de iu ajn miksaĵo. Ĉar ne ekzistas limoj pri la konsisto, eblas senlima nombro da heterogenaj miksaĵoj. Ankaŭ ne ekzistas limoj pri la nombroj de la substancoj en tiaj miksaĵoj, krom tio, ke devas esti minimume du.

En multaj kazoj, la diferencoj en ecoj inter la diversaj fazoj de heterogena miksaĵo ebligas facile apartigi komponantojn per fizikaj metodoj. Ekzemple, en sablo-akva miksaĵo, oni povas forvaporigi la akvon, postlasante la sablon. Teorie, fizika apartigo estas ebla por ĉiuj heterogenaj miksaĵoj. Praktike, tio estas ofte tre malfacila aŭ preskaŭ neebla. Ekzemplo estas la apartigo de firmiĝinta betono en sablon, gruzon, kaj cementon.

Se en heterogena miksaĵo unu komponento estas sufiĉe fajne miksita en la alia, t. e. dispergita, estiĝas disperga sistemo. La disperganta komponento povas esti dispergata en solida, likva aŭ gasa medio. Ili havas specialan nomon:

suspensio: solida materialo estas dispergata en likvaĵo (p. e.: ŝlimo);

aerosolo: solida materialo estas disperĝata en gaso (p. e.: fumo en aero) aŭ likvaĵo estas dispergata en gaso (p. e.: akva vaporo en aero);

ŝaŭmo: gaso estas disperĝata en likvaĵo.

Necesas kompleta intermiksado de komponantoj en homogena miksaĵo por ke ekzistu unusola fazo. Kelkfoje, ĉi tio okazas preskaŭ tuje dum preparado de la miksaĵo, ekzemple aldono de alkoholo al akvo. Alie, necesas plilongigita daŭro da miksado aŭ kirlado. Ekzemple, malmola suker-kubo aldonita al glaso de akvo ne tuj formas homogenan solvaĵon. Nur post kiam la sukero tute solviĝis, estas la miksaĵo homogena. Glaci-kubo flosanta sur akvo estas ekzemplo. Ĉi tiu miksaĵo estas heterogena, ĉar la glacia fazo havas proprecojn (kiel dureco) diference de tiuj de likva akvo.

Transiro inter homogenaj kaj heterogenaj miksaĵoj estas la koloidaj solvaĵoj aŭ koloidoj, en kiuj la dispergitaj partetoj estas relative grandaj molekuloj. Puraj materioj

La kemie puraj materioj havas distingantajn ecoj, kiuj diferencias ilin de aliaj puraj materioj. Oni diferencas fizikaj kaj kemiaj ecojn.

Fizikaj ecoj estas:

• strukturo de atomoj kaj molekuloj,

• denso aŭ specifa volumeno (ro), (SI-unuo: gcm^-3),

• temperaturo de degelo,

• temperaturo de bolpunkto,

• kristala formo,

• refratado,

• varm- kaj elektrokondukeco,

• magneteco,

• koloro,

• moleco

• denso

• formigebleco

Kemiaj ecoj estas:

• aktiveco

• brulemeco

• eksplorebleco

La plej gravaj ecoj estas, kion oni povas mezuri, kaj esprimi per nombroj.

La materialoj en naturo malofte troviĝas en pura stato, sed tiaj estas p. e. la diamanto, grafito, kristaloj, marmoro, eble pluva akvo. Alproksimiĝantajn materialojn oni povas gajni per disigo de malpuraĵoj.

Meĥanikaj metodoj de disigo estas: ekfarbo, sidigado (sedimentado), dekantado, tralavo, filtrado, flotado, centrifugado, disigo per magneto, k. a.

Fizikaj metodoj de disigo estas: kristaligado, destilado, sublimigado, difuzio, k. a. De la naturo per diversaj disigaj metodoj gajnitaj puraj materialoj povas esti unuelementaj materioj kaj kombinaĵoj. La unuelementaj aŭ simplaj materioj enhavas nur samajn atomojn. Tiaj puraj materioj, kiuj konstruiĝas el samaj atomoj estas la elementoj.

Kemia elemento

Kemiaj elementoj estas la fundamentaj substancoj, kiuj konsistigas la universon. Oni ne povas kemie diserigi la 92 "naturajn" elementojn en substancojn pli simplajn. Dek sep el la elementoj estas artefaritaj. Okdek procentoj el la elementoj estas metaloj nome, ili konduktas varmon, estas fleksaj aŭ streĉeblaj, kaj estas brilaj. La nemetaloj inkludas gasojn, likvojn, kaj solidojn. La metaloidoj kombinas la proprecojn de la metaloj kaj la nemetaloj. En la jaro 1869 la rusa scientisto Dmitrij Mendelejev aranĝis la elementojn laŭ ilia konata naturo. Tiu aranĝaĵo evoluis al la perioda tabelo de elementoj, kiu montras la atomnumerojn en kolumno kun kemia simileco. Ĉiu elemento havas atomnumeron kaj atomprezon aŭ mason. La atomprezo estas la pezo de la atomo komparata kun la pezo de atomo de karbo-12.

Kemiaj kombinaĵoj

Kemia kombinaĵo estas substanco konsistanta el du aŭ pli kemiaj elementoj kun kostanta konstruo kaj difineblaj karakterizaĵoj. La plej malgranda karakteriza unuo de la kombinaĵo estas la molekulo. La molekulan konstruon de kombinaĵoj montras la kemiaj formuloj. Ekzemple akvo estas tre simpla kombinaĵo. Molekulo de akvo havas 2 atomojn de hidrogeno [1], kaj 1 atomon de oksigeno, ĝia formulo estas H₂O. Helpe de elektra kurento oni povas disigi la akvon al hidrogeno kaj oksigeno. La volumeno de la estiĝantaj gasoj montras la rilaton laŭ la formulo. Alia simpla kombinaĵo estas la ordinara salo. Ĝia molekulo havas 1 atomon de natrio kaj 1 atomon de kloro, la formulo estas: NaCl. La atomojn de la kombinaĵo kuntenas la kemiaj ligiloj. Ili estas fortoj, kiuj unuigas la atomojn de kombinaĵo. Estas du specoj de kemiaj ligiloj: jonaj kaj kovalentaj ligiloj. La kombinaĵo havas tute alian karakteron, ol lia paroj havis. Ekzemple NaCl estas blanka, kuba kristalo, sed natrio estas arĝente blanka metalo, kiu havas bruleman karakteron, kaj kloro estas oranĝkolora, venena gaso. Briligite natrion en klora medio estiĝos ordinara salo, kiu ne estas venena.

Kemiaj ligoj

Kombinaĵo povas estiĝi per jona, kovalenta kaj aliaj ligoj.

La jona ligo

La estiĝon de jona ligo povas demostri ekzemplo: Natrio (Na) tre vigle reagas kun kloro (Cl), forbrilas en ĝi, kaj estiĝas natrioklorido (NaCl).

2Na + Cl₂ = 2NaCl

La elektronstato de Na: 2.8.1

La elektronstato de Cl: 2,8,7

La enaj elektronŝeloj de ambaŭ atomo estas fermaj egale, kiel tiuj de la noblaj gazoj, kiuj staras antaŭ ili en la perioda sistemo. Sed en la ekstera elektonŝelo Na havas nur unu elektrono, kaj Cl havas sep elektronojn. La eletronegativeco de kloro estas multe pli granda, ol tio de natrio. La kloratomo prenas unu elektronon de la ekstera ŝelo de natrio, tiel anordo de ekstera ŝelo ambaŭ atomo estas egala kun tio de nobla gazo, kiu staras la plej proksime al ĝi. Preze de perdo de unu elektrono natrio havos egalan eksteran ŝelon, kian havas neono: 2.8, kaj kloro per kapto de unu elektrono havos tian, kian havas argono: 2.8.8

En solida stato NsCl estas kristal, varmigite ĝin, ĝi degelas, kaj en la degelaĵo la jonoj libere naĝadas, estigóxas miksaĵo de katjonoj kaj anjonoj.

Katjono

La protonnumero de natrio estas 11. En sia atomkerno ĝi ghavas 11 protonon kun pozitiva ŝargo (11+), en sia elektronkovraĵo ĝi havas egalan elektronon kun negativa ŝargo (11-), tial la atomo eltronike neŭtrala. La perdo de unu elektrono malligas la ekvilibron inter la kerno kun pozitiva ŝargo kaj la elektronkovraĵo kun negativa ŝargo; la restanta atomo havas pozitivan ŝargon unu unueco. Tiel la neŭtrala Na-atomo ŝanĝigas pozitiva jono, estiĝas unuvalora Na-katjono, Na+.

Anjono

Duma sama reakcio kloro gajnas unu elektronon, kaj tiel estiĝas jono posedanta unu negativan ŝargon, t.e. ŝanĝigas unuvalora Cl-anjono, Cl^-.

Jona forto, jona energio

La liberaj elektronaj ŝarĝoj reprezentas jonan forton, kion oni esprimas skribante apud la signo de elemento dekstre supre: Cl^-, PO₄^3-, Na⁺, K⁺, Ca₂⁺, Al₃^-.

Estiĝo de jona ligo

La katjonoj kaj anjonoj kaŭzas egalan tiron en ĉiun direkton. La jonoj kun sama ŝargo puŝas, la jonoj kun diversa ŝargo tiras unu la alian. La diversa elekra ŝarĝo estiĝas la ligon de jonoj, t.e. la jona ligon.

Ĉirkaŭ katjono grupiĝas anjonoj kun kontraŭa ŝargo, kaj je nombro, kiom la ŝargo de ambaŭ jono ebligas. La negativa ŝargo de katjon disiĝas inter la aĵoj ĉirkaŭiĝantaj ĝin. Tiel ili povas havi ankaŭ certan superfluan ŝargon. Ĉirkaŭ la anjonoj grupiĝas katjonoj, ĉirkaŭ il denove anjonoj, ktp.

La jonoj dispergantaj regule je giganta nombro estigas solidajn jonajn sovaĵojn kombinaĵojn, kristalojn. La konstrueroj de kristaloj de jonaj kombinaĵoj ne estas molekuloj, sed jonoj.

La formulo de jonaj kombinaĵoj esprimas nur la simplan rilaton de konstruelementoj, ĝi estas steĥiometria formulo.

Ekzemple NaCl havas tian jonan srukturon, en kiu la natrio-katjonon ĉirkaŭas ses klor-anjonoj, kaj ĉiun klor anjonon denove ĉirkaŭas ses natrio-katjonoj, ktp. En formulo tion oni povas esprimi tiel: {NaCl6/6} En la NaCl-kristalo simpla NaCl-molekulo ne troviĝas. La formulo NaCl esprimas la rilaton de katjonoj kaj anjonoj konstruantaj de la kombinaĵon: 6:6 t.e. 1:1. Simpla NaCl molekulo povas troviĝi nur en la vaporo de kombinaĵo.

Forto de ligo

La jona ligo estas tre forta, tial la degela kaj bola temperaturo de jonaj kombinaĵoj estas alta. Ekzemple NaCl degelas ĉe 800 ^oC,kaj bolas ĉe la temperaturo de 1100 ^oC.

La jonoj en la kristalo faras vibran movon ĉiu ĉirkaŭ sia ekvilibra stato. Se oni varmigas la materialon, la vibra movo rapidiĝas, kaj ĉe la degela temperaturo la mova energio de partikulo ĝuste trapaŝas la kuntenan rezistecon inter la jonoj de konraŭaj ŝarĝoj, kaj estiĝas degelo. La unuopaj jonoj povas libere moviĝi en la degelaĵo. Se oni metas la degalaĵon de natrioklorido en elektra cirklo de kontinua kurento, la movo de jonoj ordiĝos: la jonoj Na+ migros al la negativa elektrodo, la katodo, kaj la jonoj Cl- al la pozitiva elektrodo, la katodo.

La natrio-katjono akiras sian mankantan elektronon de katodo, kaj ĝi estiĝos neŭtrala atomo, samtempe la klor-anjono donas unu elektronon al la katodo, kaj ankaŭ ĝi estiĝas neŭtrala atomo.

Elektrolizo

La elektrolizo estas la disigo de saloj helpe de elektra kurento. Helpe de elektrolizo oni povas produkti diversajn elementojn (ekz. H, Cl, Na, Al) aŭ la procezo povas esti aplikebla por klarogo de metaloj.

La akiron kaj subdonon de elektronoj oni povas priskribi sekve:

Na – e^- --> Na⁺

Na⁺ + e^- --> Na

Cl + e^- --> Cl^-

Cl^- + e^- --> Cl

Pluoblaj jonoj esta signitaj per nombroj kaj signoj, ekzemple: Ca²⁺, Al³⁺, kaj oni diras duobla kalcio-katjono aŭ triobla alumin-katjono.

Kovalenta ligo

Kovalenta ligo estiĝas inter du tiaj atomoj, kiuj havas neparitajn elektronojn, kaj la diferenco de elektronnegativeco inter ili ne estas granda. Ĉe kovalenta ligo la ne paritaj elektronoj reciprole kovras kaj plenas la vojon de unu kaj alia. Ĉi tiu komuna elektronnubo estigas la ligon inter la atomoj. Tiel la atomoj pleniĝas kun elektonoj, kiel plenan elektra kovraĵon havas nobla gazo la plej proksima al ili en la perioda sistemo.

Koordina (donanta - akceptanta) ligo

Kovalenta ligo povas estiĝi, se atomo, kiu posedas sur la ekstera elektron-ŝelo du liberajn elektronojn, kroĉiĝas al atomo kiu malhavas elektronparon al estigo de okteto, t.e. ĝia kemivalora ŝelo estas malplena, vaka, anstataŭ okteto ĝi havas nur sesteton. Tiel estiĝas ekzemple la ksenonoksido (XeO₄) aŭ la kontaktado de NH₃ kaj BF₃.

La atomo, kiu donas la ligan elektronparon, estas la donanto, kaj kiu eniĝas ĝin, estas la akceptanto. La tia kovalenta ligo nomiĝas donanta-akceptanta ligo. La kombinaĵoj generiĝantaj per tiaj kovalentaj ligoj estas kompleksaj kombinaĵoj. Ili estas kombinaĵoj de pli supra rango, kombinaĵoj generiĝantaj el kombinaĵoj. Ties bazaj konstruelementoj povas esti tiaj molekuloj, kiuj malhavas jonan ligon.

Sed povas estiĝi kompleksaj kombinaĵoj ankaŭ el jonoj, se de inter ili iu jam estas kompleksa. Ekzemple per kombinado de amoniako kaj salacido generiĝas kompleksa katjono.

NH₃ + HCl --> NH₄⁺ kaj Cl^-.

Ligebleco:

En la kazo de kovalentaj kombinaĵoj oni ne parolas pri kemivaloro, sed pri ligebleco. La atomo de elemento havas tioman ligeblecon, kiom kovalentan ligon ĝi povas estigi. En la struktura oni simbolas la kovalentan ligon per armojn. Ekzemple:

H – H la hidrogenatomo havas solan ligon

Cl – Be – Cl la berilio havas duopan ligon, la kloro havas solan ligon.

Pri hibridizo de atomvojoj legeblas sur la paĝoj de Atomoj kaj molekuloj.

Polara karaktero de kovalenta ligo

La jona kaj kovalenta ligoj havas la komunan karakteron, ke ambaŭkaze kompletiĝas la nombro de elektronoj sur la plej ekstera elektronŝelo koncerne al la plej ekstera elektronŝelo de nobla gazo kiu likiĝas al ĝi la plej proksime en la perioda sistemo. En kazo de kovalenta ligo estiĝas elektronparoj, kiuj apartenas al ambaŭ atomo. La elektronparoj estigas nubon inter la kombinantaj atomoj. Se la pezopunkto de ĉi tiu nubo estas en la duonanta punkto de distanco de ambaŭ atomoj, oni parolas pri simetra molekulo. Tiaj estas ekzemple la molekuloj de O₂, H₂, N₂.

Simetriaj estas ankaŭ molekuloj de kelkaj kombinaĵoj, ĉar la distribuo de elektronnubo esta egalmezura. Tia estas ekzemple al metano (CH₄) kaj la karboksido (CO₂).

La molekuloj, kiuj havas simetrian elektronan distribuon, memkompreneble estas egalmezura ankaŭ ties distribuo de elektronaj ŝargoj, do ili estas ekstere elektrone neŭtralaj. Ili nomiĝas malpolaraj molekuloj.

La nombro de molekuloj, kiuj ligas escepte aŭ per jona, aŭ per kovalenta ligo, estas malmulta. Ĝustadire ambaŭ ligo estas ekstrema kazo de iu ligo.

Tipike estiĝas kovalenta ligo inter du egalaj atomoj, ĉar iliaj elektronnegativeco estas egala, ekzemple en la molekuloj de H<suba>2, O₂, Cl₂, N₂ kaj similaj. La diferenco de elektonnegativeco en ĉi tiuj molekuloj estas egala nulo. Polareco de molekuloj

Je kazo de kombinado de atomoj, kies elektronnegativeco-diferenco estas malgranda, la elektronnubo ŝoviĝas en la direkton de atomo, kies elektronnegativeco estas pli granda, kaj tial la ligo montras parte kovalentan karakteron. Je tiaj kazoj oni parolas pri polara kovalenta ligo, Ju pli granda estas la diferenco de la elektronnegativeco inter la atomoj, des pli estas karakteriza la la joneco. Se la joneco atingas la 50%-on, oni jam parolas pri jona ligo, eĉ tiam, se oni scias, ke ankaŭ la kovalenta ligo rolas en la estigo de kombinaĵo.

Se du tiaj atomoj kreas molekulon, kies ekektronnegativeco ne estas egale, sed tamen la diferenco ne estas tiel granda, ke estiĝus jona ligo, t.e. la elektronnubo iomete forŝoviĝas en la direkton de pli granda eletronnegativeco. La pezopunkto ne estas meze inter la ambaŭ atomoj, do la lokiĝo ne estos simetra. Je tiu kazo estos du elektronaj polusoj, estiĝas elektra dupoluso, Ĉe la pli elektronnegativa flanko (kien la elektronnubo ŝoviĝis) estos la negativa poluso, kaj ĉe la flanko de alia atomo estos la pozitiva poluso de la molekulo. La tian partan ligon oni signas per la greka litero delta. Ekzemple en la molekulo de salacido (HCl) la pezopunkto de la elektronnubo ŝoviĝas en la direkton de la kloratomo, kaj ne lokiĝas simetre inter ambaŭ atomoj. Tial ĉe la flanko de la kloratomo montriĝas negativa, kaj ĉe la flanko de hidrogeno pozitiva ŝargo. Eĉ la amonio ne havas simetran konstruaĵon. Ĉe la ĉirkaŭaĵo de N-atomo aperas pozitiva, kaj ĉe la ĉirkaŭaĵo de H-atomo aperas pozitiva ŝargo.

Eĉ la akvomolekulo ne estas elektre neŭtrala. Ĉe la O-atomo estas la negativa ŝargo en tropezo, kaj la tropezo de la pozitiva ŝargoj estas ĉe la ĉirkaŭaĵo de la H-atomoj.

La polarizon de oni povas simple demonstri: proksimigu elektre ŝargitan korpon (ebonitan aŭ vitran stangeton) al malvaste fluanta akvoradio el la akvokrano. La akvoradio kurbigos al la elektre ŝargita stangeto. La akvomolekuloj ordiĝas laŭ la kontraŭa ŝargo unu al la alia, kaj tiel efikas tirforton unu la alian. La akvomolekuloj do grupiĝas, asociiĝas kaj bildas reton. Tio kaŭzas, ke la akvo esta fluidaĵo je ordinara temperaturo, kontraŭ tio, ke sia molekulara maso estas lpi malgranda, ol tio de kalkaj gazoj, ekzemple: Cl₂, CO, CO₂, H₂S, N<suba>2, O₂ . La kombinaĵoj kiuj havas kovalentan ligon kun polara karaktero, kiel ekzemple HCL, NH₃, bone solviĝas en akvo. La akvo estas tre bona polara solvilo, sed éa malpolaraj kombinaĵoj malfacile solviĝas en akvo.

Ceteraj kemiaj ligoj

Hidrogena ligo

En iu molekulo de kombinaĵo la hidrogeno ligita per kovalenta ligo povas peri konekton kun atomoj de alia molekuloj. Tio povas nur ekzisti, se la atomo, ligita en la molekulo havas unu nuran liberan elektronparon. Ĉi tiu kontakto perata de hidrogeno nomiĝas hidrogena ligo aŭ hidrogena ponto.

Metala ligo

Granda parto de elementoj estas metala materio. Komuna karaktero de metaloj estas la bona elektra kaj termika kondukebleco, la metala brilo kaj bona formebleco. La elektronstrukturon karakterizas, ke sur la plej ekstera ŝelo ili havas kelkajn, relative malstriktajn elektronojn. En solida kaj likva stato ili havas nek individuajn molekulojn, nek liberajn atomojn, sed la plej malstrikte ligataj elektronoj forŝirite apartenas al ĉiuj metaljonoj. En la metalo generas la ligon la sistemo de ĉi tiuj delokiĝintaj elektronoj. Ĉi tia ligo nomiĝas metala ligo. En solida stato la metaljonoj ordigas sin en kristalan kradon, kiu nomiĝas metala krado.

Pli detale:

En solida stato ĉiu metalo generas kristalojn. En la kristaloj la atomoj lokiĝas strikte kiel tion eblas ties elektronŝelo. La relative malstriktaj elektronoj de atomo facile deŝiriĝas pro la tirefiko de najbara atomkerno, kaj povas libere moviĝi inter la atomoj, dum de ili generiĝas katjonoj. Tiel generiĝas tia elektonnubo, pri kies eroj oni ne povas defini, al kiu atomo ili apartenas. La forto – inter la pozitivaj jonoj, do la katjonoj de metalo kaj la libere moviĝantaj elektronoj – estas la esenco de metala ligo.

La libere moviĝantaj elektronoj en la kristalo eblas, ke la metaloj kondukas la elektron. Se oni metas metalon en cirkviton de kontinua kurento, la liberaj eletronoj fluos de la negativa poluso al la pozitiva poluso. La katjonoj de la metalo ne partoprenos en la konduko de la elektra kurento, ĉar ili estas forte fiksitaj en la kristala strukturo, kaj tie ili povas fari nur vibran movon.

Dum ardigo de metalo rapidiĝas la vibra movo de atomoj, kaj kiam la temperaturo atingas la degelpunkton, la kristala strukturo malstriktiĝos, aperos miksaĵo de kristalaj partoj kaj metalatomoj. Plue daŭrigite la varmigon la energio de movo gajnos la ligan energion de metalo, kaj generiĝas metalo-vaporo. En tiu vaporo la metalatomoj estas elektre neŭtralaj, kaj jam ne kondukas la elektran kurenton, simile kiel aliaj materialoj en gasa stato.

Acidoj

La acidoj estas kombinaĵoj, kiuj dum reakcio subdonas unu, aŭ pli hidrogen-katjonojn (protonojn). Ili konsistas principe de hidrogeno kaj acido-restaĵo.

Oni povas anstataŭigi la hidrogenon de la acido per metalo-katjono aŭ per NH⁺⁴ –katjono. Se la acido estas solvebla en akvo, la solvaĵo havas acidan guston (de ĉi tie devenas la la nomo). La acidoj ŝanĝas la koloron de kalkaj organikaj farboj. Ekzemple la bluan koloron de lakmuso, vinbero kaj sambuko ŝanĝas ruĝa. La kaŭzo de ĉi tiu karaktero estas la H⁺ -katjono, kiu reagas kun la farbo de la objekto. En la molekulo de la farbo okaziĝas ŝanĝiĝo, kiu aliigas ankaŭ la koloron. Ĉi tiu koloroŝanĝo montras la ĉeeston de acido. En bazo ĉi tiuj farboj kondutas alie, la koloro ŝanĝiĝas alie. La organikaj farboj, kiuj povas demonstri la ĉeeston de acidoj kaj bazoj, nomiĝas indikiloj.

Oni diferencas du specojn de acidoj:

1. oksi-acidoj, kiuj enhavas oksigenon (ekz. sulfuracido - H₂SO₄, nitrata acido – HNO₃).

2. haloidaj acidoj, kiuj ne enhavas oksigenon (ekz. salacido – HCl, cianhidrogeno – HCN).

La oksiacidojn oni povas venigi de acidorestaĵo, kiuj povas nomiĝi anhidro-acidoj aŭ acido-anhidroj.

Ekzemple:

acido-anhidrid: sulfurtrioksido – SO3;

acido: sulfuracido – H₂SO₄

acido-anhidrid: nitrogena pentoksido - N₂O₅;

acido: nitrata acido – HNO₃

De kalkaj anhidridoj estas devenigeblaj pli acidoj.

Fortaj acidoj kaj multaj koncentrataj acidoj estas danĝeraj, ĉar kaŭzas gravajn bruladojn pri eĉ nelongaj kontaktoj. Acidoj estas korodemaj. Generale, acidaj bruladoj kuraciĝas per ellavi abunde la zonon tuŝatan kun fluanta akvo dum 15 minutoj kaj ĵus poste atenti kun tujaj kuracaj zorgoj. En la okazo de treege koncentrataj acidoj, la acido devus unue esti forviŝata tiel multa kiel posibla, alimaniere la hejtgenera miksado de la acido kaj la akvo povus kaŭzi gravajn hejtajn bruladojn. Acidoj povas ankaŭ esti danĝeraj pro aliaj kialoj je ilia acideco.

Bazoj

La bazoj solvante en akvo disociiĝas je pozitivaj metalo-jonoj kaj negativaj hidroksid-jonoj. La bazan kemiefikon kaŭzas la hidroksid-jono. La bazo estas tiom valora, kiom hidroksid-jonon ĝi sendas en la solvaĵon dum la solvado en akvo. Ekz. NaOH estas unuvalora bazo, kaj Na(OH)₂ estas duvalora bazo, ĉar neŭtraligi unu molon de tiuj bazoj oni necesas de unubaza acido kvanton de unu, aŭ du moloj.

B + H₂O → BH⁺ + OH^-

Tie B simbolas iun bazon, BH estas protonon ricevinta bazo, kiu protonon ricevas helpe de disociiĝo de akvomolekulo, kaj OH estas hodroksida jono.

La akva solvaĵo de bazoj bone kondukas la elektran kurenton, ili estas elektrolitoj.

La gusto de maldensa solvaĵo de bazoj ĝenerale estas amara. La palpo de pli densaj sovaĵoj de bazoj estas glata, sapeca, sed kaŭstiza.

Saloj

Saloj estas jonaj kombinaĵoj, kiuj posedas ian ajn negativan jonon krom hidroksida jono (OH^-), kaj ajnan pozitivan jonon krom hidrogena jono (H⁺).

Saloj estiĝas de kunago de acidoj kaj bazoj, aŭ de baz-anhidridoj. La reakcio, kiu rezultas salon fare per kunago de acidoj kaj bazoj, nomiĝas neŭtrigo.

Ekzemple: NaOH + HCl > Na Cl + H₂O

La elementoj de saloj povas provizore ligi per ĉiuj ajn tipoj de ligoj de ionaj ĝis kovalentaj. La eco de ligo dependas de la elektronnegativeco de atomoj kombinantaj.

La saloj estas apartigeblaj je kvar ĉefgrupoj: regulaj, acidaj, bazaj kaj miksecaj saloj.

Regula bazo estiĝas de kunago de egalvaloraj acido kaj bazo. Ĝi konsistas nur el pozitiva radiko kaj acidrestaĵo. Ekzemple: KOH + HNO₃ > KNO₃ + H₂O

La acida salo enhavas ankaŭ hidrogenajn jonojn krom pozitiva radiko kaj acidrestaĵo. Ekzemple: H₃PO₄ + Ca(OH)₂ > CaHPO₄ + 2 H₂O

La baza salo enhavas ankaŭ hidroksidajn jonojn krom pozitiva radiko kaj acidrestaĵo. Ekzemple: Bi (OH)₃ + HNO₃ > Bi(OH)₂NO₃ + H₂O

---

Atomoj kaj molekuloj
Neorganika kemio 
Organika kemio