تعريف الرابطة الكيميائية
يشير الترابط الكيميائي إلى تكوين رابطة كيميائية بين ذرتين أو جزيئات أو أيونات أو أكثر لتكوين مركب كيميائي. هذه الروابط الكيميائية هي التي تحافظ على الذرات معًا في المركب الناتج.
نظرية لويس للرابطة الكيميائية
يمكن النظر إلى الذرة على أنها "نواة" موجبة الشحنة (النواة بالإضافة إلى الإلكترونات الداخلية) والغلاف الخارجي.
يمكن أن يستوعب الغلاف الخارجي ثمانية إلكترونات كحد أقصى فقط.
تحتل الإلكترونات الثمانية الموجودة في الغلاف الخارجي زوايا المكعب الذي يحيط بـ "النواة".
الذرات ذات التكوين الثماني ، أي 8 إلكترونات في الغلاف الخارجي ، ترمز إلى تكوين مستقر.
يمكن للذرات تحقيق هذا التكوين المستقر عن طريق تكوين روابط كيميائية مع الذرات الأخرى. يمكن تشكيل هذه الرابطة الكيميائية إما عن طريق اكتساب أو فقدان إلكترون (إلكترون) (NaCl ، MgCl) أو في بعض الحالات بسبب مشاركة الإلكترون (F2).
فقط الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي ، والمعروفة أيضًا باسم إلكترونات التكافؤ ، تشارك في تكوين الروابط الكيميائية. استخدم جيلبرت لويس رموزًا محددة معروفة برموز لويس لتمثيل إلكترونات التكافؤ هذه.
بشكل عام ، تكافؤ عنصر إما يساوي عدد النقاط في رمز لويس المقابل أو 8 ناقص عدد النقاط (أو إلكترونات التكافؤ).
إقرأ ايضا : الفرق بين الذرة والجزيء
فيما يلي رموز لويس للليثيوم (1 إلكترون) والأكسجين (6 إلكترونات) والنيون (8 إلكترونات):
نظرية كوسيل للرابطة الكيميائية
تفصل الغازات النبيلة عن الهالوجينات عالية السالبة الكهربية والفلزات القلوية شديدة الحساسية للكهرباء.
يمكن أن تشكل الهالوجينات أيونات سالبة الشحنة عن طريق اكتساب إلكترون. في حين أن الفلزات القلوية يمكن أن تشكل أيونات موجبة الشحنة عن طريق فقدان الإلكترون.
هذه الأيونات سالبة الشحنة والأيونات موجبة الشحنة لها تكوين غاز نبيل يتكون من 8 إلكترونات في الغلاف الخارجي. التكوين الإلكتروني العام للغازات النبيلة (باستثناء الهيليوم) معطى بواسطة ns2np6.
على عكس الشحنات التي تجذب بعضها البعض ، فإن هذه الجسيمات على عكس المشحونة تتماسك معًا بقوة قوية من الجاذبية الكهروستاتيكية الموجودة بينها. على سبيل المثال ، MgCl2 وأيون المغنيسيوم وأيونات الكلور متماسكة معًا بقوة الجذب الكهروستاتيكي. يُعرف هذا النوع من الترابط الكيميائي الموجود بين جسيمين مشحونين على عكس الجسيمات المشحونة باسم الرابطة الكهربية التساهمية.
إقرأ ايضا : ما هو الالكترون
أنواع الروابط الكيميائية
عندما تشارك المواد في الترابط الكيميائي وتنتج المركبات ، يمكن قياس ثبات المركب الناتج بنوع الروابط الكيميائية التي يحتوي عليها.
يختلف نوع الروابط الكيميائية المتكونة من حيث القوة والخصائص. هناك 4 أنواع أساسية من الروابط الكيميائية التي تتكون من الذرات أو الجزيئات لإنتاج مركبات. تشمل هذه الأنواع من الروابط الكيميائية:
الرابطة الأيونية
الرابطة التساهمية
الرابطة الهيدروجينية
الرابطة القطبية
تتكون هذه الأنواع من الروابط في الترابط الكيميائي من فقدان أو اكتساب أو مشاركة الإلكترونات بين ذرتين / جزيئات.
1. الرابطة الأيونية
الترابط الأيوني هو نوع من الترابط الكيميائي الذي يتضمن نقل الإلكترونات من ذرة أو جزيء إلى آخر. هنا ، تفقد الذرة إلكترونًا تكتسبه ذرة أخرى. عندما يحدث مثل هذا النقل للإلكترون ، تطور إحدى الذرات شحنة سالبة وتسمى الآن الأنيون.
تطور الذرة الأخرى شحنة موجبة وتسمى الكاتيون. تكتسب الرابطة الأيونية قوة من الفرق في الشحنة بين الذرتين ، أي أنه كلما زاد تفاوت الشحنة بين الكاتيون والأنيون ، زادت قوة الرابطة الأيونية.
إقرأ ايضا : ما هي الايونات
2. الرابطة التساهمية
تشير الرابطة التساهمية إلى مشاركة الإلكترونات بين الذرات. عادةً ما تظهر المركبات التي تحتوي على الكربون (وتسمى أيضًا المركبات العضوية) هذا النوع من الترابط الكيميائي. يمتد الآن زوج الإلكترونات المشترك بين الذرتين حول نوى الذرات ، مما يؤدي إلى تكوين الجزيء.
3. الرابطة التساهمية القطبية
يمكن أن تكون الروابط التساهمية إما قطبية أو غير قطبية بطبيعتها. في الترابط الكيميائي التساهمي القطبي ، يتم تقاسم الإلكترونات بشكل غير متساوٍ لأن الذرة الأكثر كهرسلبية تسحب زوج الإلكترون بالقرب من نفسها وبعيدًا عن الذرة الأقل كهرسلبية. الماء مثال على مثل هذا الجزيء القطبي.
ينشأ اختلاف في الشحنة في مناطق مختلفة من الذرة بسبب التباعد غير المتكافئ للإلكترونات بين الذرات. يميل أحد طرفي الجزيء إلى أن يكون جزئيًا مشحونًا بشكل إيجابي بينما يميل الطرف الآخر إلى أن يكون جزئيًا سالبًا.
4. الرابطة الهيدروجينية
بالمقارنة مع الترابط الأيوني والتساهمي ، فإن الرابطة الهيدروجينية هي شكل أضعف من الروابط الكيميائية. إنه نوع من الرابطة التساهمية القطبية بين الأكسجين والهيدروجين حيث يطور الهيدروجين شحنة موجبة جزئية. هذا يعني أن الإلكترونات يتم سحبها بالقرب من ذرة الأكسجين الأكثر كهربيًا.
هذا يخلق ميلًا للهيدروجين للانجذاب نحو الشحنات السالبة لأي ذرة مجاورة. يسمى هذا النوع من الترابط الكيميائي برابطة الهيدروجين وهو مسؤول عن العديد من الخصائص التي تظهرها المياه.
تعريف الرابطة الأيونية
تسمى الرابطة التي تشكلت نتيجة قوى الجذب الكهروستاتيكية القوية بين الأنواع المشحونة إيجابًا والسالب بالرابطة الكهربية أو الأيونية. تتجمع الأيونات الموجبة والسالبة الشحنة في ترتيب مرتب يسمى الشبكة البلورية التي تستقر بواسطة الطاقة المسماة المحتوى الحراري الشبكي.
شروط تكوين الرابطة الأيونية
طاقة التأين المنخفضة للذرة المكونة للكاتيون.
المحتوى الحراري العالي لاكتساب الإلكترون للذرة التي تشكل الأنيون.
تم تشكيل المحتوى الحراري السالب للشبكية العالية للبلورة.
بشكل عام ، تتكون الرابطة الأيونية بين كاتيون معدني وأنيون غير معدني.
إقرأ ايضا : ما هي النظائر
أسئلة حول الترابط الكيميائي و البنية الجزيئية
لماذا الذرات تتفاعل وكيف؟
الذرات التي تحتوي على ثمانية إلكترونات في مدارها الأخير مستقرة ولا تميل إلى التفاعل. الذرات التي تحتوي على أقل من ثمانية إلكترونات ، ثم تتفاعل مع ذرات أخرى للحصول على ثمانية إلكترونات في مدارها الخارجي ، وتصبح مستقرة. الذرات التي تحتوي على ما يزيد قليلاً عن ثمانية إلكترونات قد تفقدها للذرات ، التي تقل عن ثمانية. قد تشترك الذرات التي لا يمكن أن تفقد أو تكسب للحصول على تكوين ثماني بتات. قد تقبل الجزيئات الأقل من تكوين الثماني حتى بعد التفاعل زوجًا وحيدًا من الإلكترونات الموجودة في ذرات أو جزيئات أخرى.
اسم القوى التي تستمر في تفاعل الذرات معًا؟
في المعادن ، تتداخل المدارات الخارجية للذرات وبالتالي فإن الإلكترونات الموجودة فيها لا تنتمي إلى أي ذرة معينة ولكنها تتدفق إلى جميع الذرات أيضًا وتربطهم جميعًا معًا (الترابط المعدني). الذرات التي يجب أن تفقد وتكتسب إلكترونات ، تصبح أيونات وتتماسك معًا بواسطة قوى الجذب الكهروستاتيكية (الرابطة الأيونية). عندما تعطي الذرات الإلكترونات وتتشاركها بالتساوي ، تصبح الإلكترونات المشتركة القوة الموحدة بينهما (الرابطة التساهمية). قد يكون زوج وحيد يحتوي على جزيئات ناقصة الإلكترون وحرة مرة أخرى ويلبي العطش الثماني للذرة التي تعاني من نقص الإلكترون. يربط الإلكترون المشترك بين الذرة الغنية بالإلكترون والذرة التي تعاني من نقص الإلكترون (رابطة التنسيق).
ما هي المدارات المهجنة؟ ما هي استخداماته؟
المدارات الفرعية للطاقة المتشابهة نسبيًا ، قد تندمج وتشكل مجموعة جديدة من نفس العدد من المدارات ، لها خاصية جميع المدارات المساهمة بما يتناسب مع أعدادها. هذه المدارات هي مدارات مهجنة. وهي مفيدة في شرح التشابه في طول الرابطة وزوايا الرابطة والبنية والشكل والخواص المغناطيسية للجزيئات.
جزيء الأكسجين متوازي المغنطيسية. هل يوجد تفسير؟
تشترك ذرة الأكسجين في إلكترونين ، كل منهما مع ذرة أكسجين أخرى لتكوين جزيء الأكسجين. يُظهر جزيء الأكسجين طبيعة مغناطيسية تشير إلى إلكترونات غير متزاوجة. تم اقتراح نظرية المدار الجزيئي لشرح ذلك. وفقًا لهذه النظرية ، تفقد الذرات مداراتها وتشكل بالأحرى عددًا متساويًا من المدارات التي تغطي الجزيء بأكمله ومن ثم اسم المدار الجزيئي. ملء هذه المدارات في زيادة ترتيب الطاقة يترك إلكترونًا غير مزدوج يشرح السلوك المغنطيسي لجزيء الأكسجين