الكيمياء غير العضويهالكيمياء

الروابط الكيميائية

الترابط الكيميائي هو التجاذب بين ذرتين أو أكثر ويحدث ذلك حتى تستقر الذرات حيث أن الذرات تحاول الوصول إلى الحالة الأكثر استقرارًا (أقل طاقة) قدر المستطاع.

الروابط الكيميائية

الترابط الكيميائي هو التجاذب بين ذرتين أو أكثر ويحدث ذلك حتى تستقر الذرات حيث أن الذرات تحاول الوصول إلى الحالة الأكثر استقرارًا (أقل طاقة) قدر المستطاع.

هل يمكنك توقع أنواع الروابط الكيميائية في المركبات؟

نجد أن العديد من الذرات تصبح مستقرة   عندما يمتلئ غلاف التكافؤ بالإلكترونات  ويتم  الوصول إليه عن طريق اكتساب الإلكترونات أو فقدانها أو مشاركتها عبر الروابط.

و الإلكترونات التي تشارك في الروابط الكيميائية هي إلكترونات التكافؤ ،أي الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي للذرة.

وهذا يفسر لنا لماذا العناصر النبيلة غير نشطة ولذلك تسمى أيضا العناصر الخاملة حيث أن الغلاف الخارجي لذراتها ممتليء بالالكترونات ؛ وبالتالي لا تشترك في تفاعلات كيميائية في الظروف العادية.

 قد تتكون الروابط الكيميائية بين الذرات للعنصر نفسه أو بين عناصر مختلفة.

المركب : هو أي مادة تتكون من ذرات عنصرين أو أكثر من العناصر الكيميائية بنسبة محددة ترتبط معًا من خلال روابط كيميائية مثل : الماء (‏H2O) وكلوريد الصوديوم (NaCl).

1- الرابطة الأيونية : 

عبارة عن روابط تتكون عندما تفقد  ذرة أ لكترون أو أكثر من إلكترونات التكافؤ الخاصة بها  وتعطيه إلى ذرة أخرى.

أي تتم بين أيون موجب (ذرة فلز فقدت ألكترون أو أكثر) وبين أيون سالب ( ذرة لا فلز أكتسبت ألكترون أو أكثر ) .

حيث أنه يحدث تجاذب كهربي بين الأيون الموجب و الأيون السالب .

على سبيل المثال ، تجذب أيونات الصوديوم موجبة الشحنة وأيونات الكلوريد سالبة الشحنة بعضها البعض لصنع كلوريد الصوديوم أو ملح الطعام.

الرابطة الأيونية
الرابطة الأيونية
نجد أن   الصوديوم يفقد الكترون واحد لتفريغ غلافه ، وسيقبل الكلور هذا الإلكترون لملء غلافه.
يلبي كل من الأيونات الآن قاعدة الثمانيات ولهما أغلفة خارجية كاملة.
نظرًا لأن عدد الإلكترونات لم يعد مساويًا لعدد البروتونات ، فإن كل ذرة أصبحت الآن أيونًا.
بشكل عام ، يجب أن يحدث فقدان إلكترون من ذرة واحدة وكسب إلكترون من ذرة أخرى في نفس الوقت: لكي تفقد ذرة الصوديوم إلكترونًا ، يجب أن يكون لها متلقي مناسب مثل ذرة الكلور.

ملحوظة مهمة:

مركب كلوريد الصوديوم لا يتكون من أيون صوديوم واحد وأيون كلوريد واحد ؛ ولكن  يحتوي على العديد من الأيونات المرتبة في نمط ثلاثي الأبعاد متكرر ويمكن التنبؤ به (بلورة).وينطبق ذلك على معظم المركبات الأيونية الأخرى .
الروابط الكيميائية

2- الرابطة التساهمية : 

هناك طريقة أخرى يمكن أن تصبح بها الذرات أكثر استقرارًا وهي مشاركة الإلكترونات (بدلاً من اكتسابها أو فقدها بالكامل) ، وبالتالي تكوين روابط تساهمية.

يمكن أن تكون الرابطة الكيميائية التساهمية إما قطبية أو غير قطبية. تشترك الرابطة التساهمية القطبية في الإلكترونات بشكل غير متساو ، مما يعني أن التوزيع غير متوازن ويترك ذرة واحدة بشحنة سالبة جزئية والأخرى بشحنة موجبة جزئية.

تشترك الرابطة التساهمية غير القطبية في الإلكترونات بالتساوي عبر كلتا الذرتين ، مما يؤدي إلى توزيع متوازن ،

ويمكن أن تتشكل فقط بين ذرتين من نفس العنصر. ومع ذلك ، يميز الكيميائيون أحيانًا بين الروابط التساهمية غير القطبية “في الغالب” والروابط التساهمية القطبية ، باستخدام فرق الكهربية بين الذرات.

إذا كان فرق الكهربية أقل من حوالي 0.4 وحدة ، فإن الرابطة تعتبر عادة غير قطبية. إذا كان الفرق أكبر من 0.4 ، فإن الرابطة تكون قطبية وفقًا لهذا المعيار. مع اختلاف أكثر من 1.8 وحدة ، لم تعد الرابطة تساهمية على الإطلاق ، ولكن أيونية.

أمثلة للروابط التساهمية النقية :

1-الرابطة في جزيء الهيدروجين (رابطة تساهمية أحادية):

رابطة تساهمية أحادية
رابطة تساهمية أحادية

2-الرابطة في جزيء الأكسجين(رابطة تساهمية ثنائية):

رابطة تساهمية ثنائية
رابطة تساهمية ثنائية

3- الرابطة في جزيء النيتروجين (رابطة تساهمية ثلاثية) :

رابطة تساهمية ثلاثية
رابطة تساهمية ثلاثية

 

قطبية جزيئات الماء :

مفتاح فهم السلوك الكيميائي للماء هو هيكله الجزيئي. يتكون جزيء الماء من ذرتين هيدروجين مرتبطين بذرة أكسجين ،
وبنيته العامة منحنية. وذلك لأن ذرة الأكسجين ، بالإضافة إلى تكوين روابط مع ذرات الهيدروجين ، تحمل أيضًا زوجين من الإلكترونات غير المشتركة. تتنافر جميع أزواج الإلكترونات – المشتركة وغير المشتركة – بعضها البعض.
يُصنف الماء على أنه جزيء قطبي بسبب روابطه التساهمية القطبية حيث أن الأكسجين أعلى سالبية كهربية من الهيدروجين لذلك تكون ألكترونات الرابطة التساهمية معظم الوقت ناحية ذرة الأكسجين .

 

3-الرابطة التناسقية : 

هي نوع من الرابطة التساهمية التي تتشكل من خلال مشاركة زوج الإلكترون من ذرة واحدة. يتم التبرع بكل من الإلكترونين المشتركين من نفس الذرة.

  • في هذا النوع من الترابط ، يُطلق على الذرة التي تشترك في زوج إلكترون من نفسها اسم المتبرع.
  • تُعرف الذرة الأخرى التي تقبل هذين الزوجين المشتركين من الإلكترونات بالمستقبل.
  • يتم تمثيل الرابطة بسهم → ، يشير إلى متقبل من ذرة المتبرع.
  • بعد تكون الرابطة ، تحصل كل ذرة على الاستقرار.

مثال : تشكيل أيون الأمونيوم

تتبرع ذرة النيتروجين في الأمونيا بزوج الإلكترون الخاص بها إلى المدار الفارغ لأيون H + وبالتالي يكون النيتروجين متبرعًا ، و H + متقبل ويتم تكوين رابطة تناسقية

الرابطة التناسقية
الرابطة التناسقية

4- الرابطة الهيدروجينية : 

تنشأ هذه الرابطة عندما ترتبط ذرة الهيدروجين بذرة لها سالبية كهربية عالية  ، أي إنها تجذب زوج الإلكترونات المشترك أكثر ، وبالتالي تصبح هذه النهاية للجزيئات سالبة قليلاً بينما يصبح الطرف الآخر موجبًا قليلاً. يجذب الطرف السالب لجزيء واحد الطرف الموجب للآخر ونتيجة لذلك ، تتشكل رابطة ضعيفة بينهما. تسمى هذه الرابطة بالرابطة الهيدروجينية.

لاحظ أن  : ذرة الهيدروجين  تربط الذرتين الاعلى في السالبية  الكهربية في وقت واحد ، واحدة برابطة تساهمية والأخرى برابطة هيدروجينية.

شروط حدوث الرابطة الهيدروجينية هي:

  1. يجب أن يحتوي الجزيء على ذرة لها سالبية  كهربيةعالية مرتبطة بذرة الهيدروجين. كلما زادت السالبية الكهربية كلما زاد استقطاب الجزيء.
  2. يجب أن يكون حجم الذرة ذات السالبية الكهربية الأعلى صغيرًا. كلما كان الحجم أصغر ، زادت قوة الجذب الكهروستاتيكي.

الروابط الهيدروجينية شائعة ، وتشكل جزيئات الماء على وجه الخصوص الكثير منها. الروابط الهيدروجينية الفردية ضعيفة ويمكن كسرها بسهولة ، لكن العديد من الروابط الهيدروجينية معًا يمكن أن تكون قوية جدًا.

الرابطة الهيدروجينية في الماء
الرابطة الهيدروجينية في الماء
يتميز الماء بصفات فريدة من نوعها مثل :للماء سعة حرارية عالية وحرارة تبخر ، والثلج – ماء صلب – أقل كثافة من الماء السائل.
يرجع ذلك لقدرتها على تكوين روابط هيدروجينية مع بعضها البعض ومع الجزيئات الأخرى.

5- الرابطة الفلزية :

عبارة عن روابط كيميائية بين ذرات المعدن(الفلز). يمكن تشبيهها  ببحر من الإلكترونات التي تتحرك بحرية ،

حيث تتميز المعادن (الفلزات ) بوجود الكترون أو اثنان أو ثلاثة فى المستوى الخارجي لذراتها وهي المسئولة عن الرابطة الفلزية .

تربط هذه الروابط جميع الذرات في المعدن مرة واحدة (على عكس الروابط التساهمية ، حيث تشترك الذرات في أزواج منفصلة من الإلكترونات على أجزاء معينة من الجزيء).

الرابطة الفلزية
الرابطة الفلزية

هذه الروابط الكيميائية مسؤولة عن العديد من خواص المعادن  ، بما في ذلك بريقها والتوصيل الكهربائي والحراري.

 

المراجع: الروابط الكيميائية

1- موقع thoughtco.com  اطلعت عليه بتاريخ 24/8/2022

2-  موقع khanacademy.org  اطلعت عليه بتاريخ 24/8/2022

3-موقع chemistrytalk.org اطلعت عليه بتاريخ 28/8/2022

4- موقع Byjus.comاطلعت  عليه بتاريخ 31/8/2022

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى