بعيدًا عن الدور الأخير على المستوى الكيميائي لتنظيم العالم ، يتم لعبه من خلال طريقة اتصال الجسيمات الهيكلية ، الترابط. الغالبية العظمى من المواد البسيطة ، أي اللافلزات ، لها نوع من الرابطة التساهمية غير القطبية ، باستثناء الغازات الخاملة. المعادن في شكلها النقي لها طريقة خاصة للترابط ، والتي تتحقق من خلال التنشئة الاجتماعية للإلكترونات الحرة في الشبكة البلورية.
جميع المواد المعقدة (باستثناء بعض المواد العضوية) لها روابط كيميائية تساهمية قطبية. سيتم مناقشة أنواع وأمثلة هذه المركبات أدناه. في غضون ذلك ، من الضروري معرفة خصائص الذرة التي تؤثر على استقطاب الرابطة.
الكهربية
الذرات ، أو بالأحرى نواتها (التي ، كما نعلم ، مشحونة إيجابياً) ، لديها القدرة على جذب كثافة الإلكترون والاحتفاظ بها ، على وجه الخصوص ، أثناء تكوين رابطة كيميائية. هذه الخاصية كانت تسمى الكهربية. في الجدول الدوري ، تنمو قيمته في فترات ومجموعات فرعية رئيسية من العناصر. لا تكون قيمة الكهربية ثابتة دائمًا ويمكن أن تتغير ، على سبيل المثال ، عند تغيير نوع التهجين الذيالمدارات الذرية.
الروابط الكيميائية ، الأنواع والأمثلة التي سيتم توضيحها أدناه ، أو بالأحرى ، التوطين أو الإزاحة الجزئية لهذه الروابط إلى أحد المشاركين الملزمين ، يتم شرحها بدقة من خلال الخاصية الكهربية لعنصر أو آخر. يحدث الانزياح للذرة التي تكون أقوى لها.
الرابطة التساهمية غير القطبية
"صيغة" الرابطة التساهمية غير القطبية بسيطة - ذرتان من نفس الطبيعة توحد إلكترونات غلاف التكافؤ في زوج مشترك. يسمى هذا الزوج بالمشاركة لأنه ينتمي بالتساوي إلى كلا المشاركين في الربط. بفضل التنشئة الاجتماعية لكثافة الإلكترون في شكل زوج من الإلكترونات ، تنتقل الذرات إلى حالة أكثر استقرارًا ، حيث تكمل مستواها الإلكتروني الخارجي ، و "الثماني" (أو "مزدوج" في حالة مادة هيدروجينية بسيطة H2، لها مدار s واحد ، والذي يتطلب إلكترونين لإكماله) هي حالة المستوى الخارجي الذي تطمح إليه جميع الذرات ، نظرًا لأن حشوها يتوافق مع الدولة مع الحد الأدنى من الطاقة.
يوجد مثال على الرابطة التساهمية غير القطبية في المادة غير العضوية ، وبغض النظر عن مدى غرابة ذلك ، ولكن أيضًا في الكيمياء العضوية. هذا النوع من الروابط متأصل في جميع المواد البسيطة - اللافلزات ، باستثناء الغازات النبيلة ، نظرًا لأن مستوى التكافؤ لذرة الغاز الخامل قد اكتمل بالفعل ويحتوي على ثماني بتات من الإلكترونات ، مما يعني أن الترابط مع مادة مماثلة لا يصنع له معنى وهو أقل فائدة من حيث الطاقة. في المواد العضوية ، يحدث اللاقطبية في الجزيئات الفرديةهيكل معين ومشروط.
الرابطة القطبية التساهمية
مثال على الرابطة التساهمية غير القطبية يقتصر على عدد قليل من الجزيئات من مادة بسيطة ، في حين أن المركبات ثنائية القطب التي تتحول فيها كثافة الإلكترون جزئيًا نحو عنصر أكثر كهرسلبية هي الغالبية العظمى. أي مزيج من الذرات بقيم كهربية مختلفة يعطي رابطة قطبية. على وجه الخصوص ، الروابط في المواد العضوية هي روابط قطبية تساهمية. في بعض الأحيان تكون الأكاسيد الأيونية وغير العضوية قطبية أيضًا ، وفي الأملاح والأحماض ، يسود النوع الأيوني للربط.
كحالة قصوى للربط القطبي ، يُنظر أحيانًا إلى النوع الأيوني من المركبات. إذا كانت الكهربية لأحد العناصر أعلى بكثير من الأخرى ، فإن زوج الإلكترون ينتقل تمامًا من مركز الرابطة إليه. هذه هي الطريقة التي يحدث بها الانفصال إلى أيونات. من يأخذ زوج إلكترون يتحول إلى أنيون ويحصل على شحنة سالبة ، والشخص الذي يفقد إلكتروناً يتحول إلى كاتيون ويصبح موجباً.
أمثلة على مواد غير عضوية ذات رابطة تساهمية غير قطبية من النوع
المواد ذات الرابطة التساهمية غير القطبية هي ، على سبيل المثال ، جميع جزيئات الغاز الثنائي: الهيدروجين (H - H) ، والأكسجين (O=O) ، والنيتروجين (في جزيء 2 ذرات متصلة بواسطة رابطة ثلاثية (N ≡ N)) ؛ السوائل والمواد الصلبة: الكلور (Cl - Cl) ، الفلور (F - F) ، البروم (Br - Br) ، اليود (I - I). وكذلك المواد المعقدة المكونة من ذرات من عناصر مختلفة ولكن مع نفس الشيء الفعليقيمة الكهربية ، على سبيل المثال ، هيدريد الفوسفور - الرقم الهيدروجيني3.
ربط المواد العضوية وغير القطبية
من الواضح أن كل المواد العضوية معقدة. السؤال الذي يطرح نفسه ، كيف يمكن أن يكون هناك رابطة غير قطبية في مادة معقدة؟ الجواب بسيط للغاية إذا كنت تفكر بشكل منطقي قليلاً. إذا كانت قيم الكهربية للعناصر المقترنة تختلف اختلافًا كبيرًا ولا تخلق عزمًا ثنائي القطب في المركب ، فيمكن اعتبار هذه الرابطة غير قطبية. هذا هو بالضبط الوضع مع الكربون والهيدروجين: جميع روابط الكربون والهيدروجين في المواد العضوية تعتبر غير قطبية.
مثال على الرابطة التساهمية غير القطبية هو جزيء من الميثان ، وهو أبسط مركب عضوي. يتكون من ذرة كربون واحدة ، والتي ، وفقًا لتكافؤها ، متصلة بواسطة روابط مفردة مع أربع ذرات هيدروجين. في الواقع ، الجزيء ليس ثنائي القطب ، حيث لا يوجد توطين للشحنات فيه ، إلى حد ما بسبب هيكل رباعي السطوح. يتم توزيع كثافة الإلكترون بالتساوي.
يوجد مثال على الرابطة التساهمية غير القطبية في المركبات العضوية الأكثر تعقيدًا. يتم تحقيق ذلك بسبب التأثيرات المتوسطة ، أي السحب المتتالي لكثافة الإلكترون ، والتي تتلاشى بسرعة على طول سلسلة الكربون. لذلك ، في جزيء سداسي كلورو الإيثان ، تكون الرابطة C-C غير قطبية بسبب السحب المنتظم لكثافة الإلكترون بستة ذرات كلور.
أنواع أخرى من الروابط
بالإضافة إلى الرابطة التساهمية ، والتي ، بالمناسبة ، يمكن إجراؤها أيضًا وفقًا لآلية المتبرع المتلقي ، هناك أيونية ومعدنية وروابط هيدروجينية. خصائص موجزة من اثنين قبل الأخيرة معروضة أعلاه.
الرابطة الهيدروجينية هي تفاعل إلكتروستاتيكي بين الجزيئات يتم ملاحظته إذا كان للجزيء ذرة هيدروجين وأي ذرة أخرى بها أزواج إلكترونية غير مشتركة. هذا النوع من الترابط أضعف بكثير من الأنواع الأخرى ، ولكن نظرًا لحقيقة أن الكثير من هذه الروابط يمكن أن تتشكل في المادة ، فإنه يساهم بشكل كبير في خصائص المركب.
