محتويات
قوة تجعل الذرات تترابط معا
قوة الرابطة الكيميائية .
قوة الرابطة الكيميائية هي قوة تجعل الذرات تترابط معا، حيث يُشير الترابط الكيميائي إلى تكوين رابطة كيميائية، تكون بين ذرتين أو تكون بين جزيئات أي أيونات أو حتى أكثر وذلك من أجل تكوين المركبات الكيميائية، حيث تعتبر تلك الروابط الكيميائية بمثابة مساعدة للذرات فتعمل على الحفاظ عليها معًا في المركب الناتج، بالإضافة إلى القوة الجذابة التي تقوم بربط المكونات المختلفة من ذرات أو أيونات وما إلى ذلك.
فيتم تثبت تلك المكونات من خلال الروابط الكيميائية وذلك من خلال فقد إجمالي الطاقة الموجودة باسم الترابط الكيميائي، ولذلك يمكن فهم أن المركبات الكيميائية تعتمد في الأصل على قوة الروابط الكيميائية بين مكوناتها، حيث أنه كلما كان الترابط بين المكونات أقوى، كلما كان المركب الناتج أكثر استقرارًا، والعكس صحيح أيضا، حيث أنه إذا كان الترابط الكيميائي بين المكونات ضعيف، فإن المركب الناتج سوف يفتقر إلى الاستقرار.
وسوف يخضع بسهولة كبيرة إلى التفاعل الآخر من أجل إعطاء المركب الكيميائي حتى يكون أكثر استقرارًا ويكون ممتلك لروابط أقوى، ومن أجل إيجاد الاستقرار بين الذرات تحاول دائمًا لفقد طاقتها، حيث أنه عندما تتفاعل المادة مع شكل آخر من أشكال المادة، حيث أنه عندما تكون القوى جذابة بطبيعتها تقل الطاقة، وعندما تكون القوى مثيرة للاشمئزاز في الطبيعة تزداد الطاقة، ومن هنا تُعرف القوة الجاذبة التي تربط ذرتين معًا بالرابطة الكيميائية. [1]
أنواع الروابط الكيميائية
- أيونية.
- تساهمية.
- فلزية.
تتواجد العناصر في الجدول الدوري في صورة ذرات مترابطة معًا، حيث أن هناك قوة تجعل الذرات تترابط معا وهي قوة الرابطة الكيميائية، حيث أنه يحاول كل عنصر من عناصر الجدول الدوري زيادة أو حتى تقليل عدد الإلكترونات الخاصة بغلاف التكافؤ وذلك من أجل تحقيق الثبات اللازم له، حيث يقومون بالتفاعل مع ذرات أخرى مختلفة ومن أجل القيام بذلك تحدث ظاهرة الترابط الكيميائي، حيث يقوم الكيميائيون بالتمييز بين ثلاثة أنواع رئيسية من الروابط الكيميائية والتي سوف نتعرف عليهم وعلى خصائصهم فيما يلي:
أيونية: من أجل فهم ذلك النوع من الروابط الكيميائية سوف نقوم بوضع مثال على عنصري الصوديوم والفلور، حيث يحتوي الصوديوم على إلكترون واحد أو أكثر وهذا يعني أن عنصر الصوديوم يمكنه التخلي عن إلكترون سالب الشحنة بكل سهولة بينما عنصر الفلور يكون بحاجة إلى اكتساب ذلك الإلكترون، حيث يصل الفلور إلى ثمانية إلكترونات وذلك بالتكافؤ مع إضافة الإلكترون، بينما يصل عنصر الصوديوم إلى ثمانية إلكترونات تكافؤ بفقدان إلكترون.
ونتيجة لذلك قام العنصران بعقد صفقة ألا وهي أن يتم تبادل الإلكترون بينهما مما يؤدي إلى أن يصبح عنصر الفلور عنصر سالب بينما يصبح عنصر الصوديوم موجب الشحنة، ومن خلال ذلك التبادل الإلكتروني تم إنتاج شحنة معاكسة، ومن المعروف أن الشحنات المعاكسة تتجاذب وتُسمى بالجذب الكهروستاتيكي، حيث يتسبب التجاذب الكهروستاتيكي بين أيونات الصوديوم وأيونات الفلور في التصاقهما معًا من أجل تشكيل المركب.
وذلك التفاعل الناتج هو ما يُسمى بالترابط الأيوني لأنه يقوم بالنقل الكامل لإلكترون أو أكثر من ذرة إلى ذرة أخرى مما يؤدي إلى حدوث تغيير في الذرتين المتعادلتين وجعلهم أيونيون مشحونين، وبشكل عام تتميز الروابط الأيونية ببعض الخصائص وإليك هي:
- تقوم بتكوين بلورات قوية جدًا.
- معظم مركباتها مواد صلبة.
- ذات نقطة انصهار عالية جدًا.
- على الرغم من قوة البلورات إلا أنها هشة.
تساهمية: قد نلاحظ في علم الكيمياء أن العناصر ذات أصداف التكافؤ المتشابهة تكون متطابقة مع بعضها البعض، فعلى سبيل المثال إذا كان هناك ذرتين من الفلور، وكلنا الذرتين في حاجة إلى إلكترون تكافؤ آخر، لكن ليس منهم من على استعداد بفقدان الإلكتروني من اجل إرضاء الآخر في تلك اللحظة يتم خداع ذرتي الفلور على أساس أنها تحتوي بالفعل على إلكترون إضافي كما تُريد، وفي تلك الحالة نُسمي الترابط بالترابط التساهمي.
ويرجع ذلك إلى كونه ينطوي على مشاركة إلكترونات التكافؤ من أجل إرضاء الثماني ذرات، في الغالب يحدث هذا الشكل من الترابط الكيميائي بين اللافلزات الموجودة في الجانب الأيمن من الجدول الدوري، حيث تقوم الروابط التساهمية بنقل الجزيئات المنفصلة من العناصر وليكن على سبيل المثال عنصر الأكسجين والنيتروجين والكلور والبروم، حيث يمكن فصل تلك الجزيئات الصغيرة بسهولة عن بعضها البعض من أجل إنتاج الغازات والعناصر الغير معدنية في الطور السائل.
الرابطة الفلزية
لقد عُرف النوع الثالث من الترابط الكيميائي الذي نراه عادًة حولنا في الطبيعة باسم الترابط المعدني. أو الترابط الفلزي، فعلى سبيل المثال ذرات البوتاسيوم التي تحتوي على إلكترون تكافؤ واحد فقط، سوف يكون من الصعب أن تتقاسم مع ذرات اخرى وهي بالكاد ليس لديها ما يكفي من أجل إتمام عملية الترتيب، ومع ذلك نجد أنه عندما يتحد مع معادن أخرى يمكنها إيجاد طريقة ما للتخلي عن حاجتهم في طلب إلكترون وتتم تلك العملية من خلال الترابط الفلزي أو المعدني.
حيث أنه عندما تتجمع مصفوفة كبيرة من ذرات المعدن معًا يمكنها ببساطة دمج قذائف التكافؤ في المنطقة الواحدة من الفضاء وتكون هائلة وتُسمى بشريط التكافؤ، حيث يمكن أن يمتد ذلك الشريط طويلًا فيعمل كطريق سريع جدًا لإلكترونات التكافؤ، والتي بدورها تتمتع بحرية الحركة في جميع أنحاء ذلك النطاق، وذلك يعمل على جعل ذرات البوتاسيوم تعتقد أنها قد فقدت إلكترون خارجي.
وبشكل عام يقوم شريط الترابط بشرح الترابط المعدني من خلال شريط التكافؤ الضخم، وإمكانية السؤال حول لماذا تكون المعادن مرنة، ويرجع ذلك إلى إعادة ترتيب المجموعات الذرية المعدنية، كما يعمل الترابط الفلزي أيضًا على تفسير كون المعادن من موصلات الكهرباء الجيدة، وذلك يحدث عندما يتم تطبيق جهد كهربائي معين من خلال المعادن، حيث يمكن للإلكترونات المشاركة في الروابط الفلزية. [2]
أهمية الروابط الكيميائية
أن الروابط الكيميائية عبارة عن قوى جذب قوية جدًا تعمل على جمع الذرات والجزيئات معًا، فمن المعروف أنها قوة تجعل الذرات تترابط معا وتعتبر الروابط الكيميائية مهمة جدًا من اجل وجود واستمرارية المواد وحتى الكائنات الحية، وذلك على الرغم من عدم ملاحظة الروابط الكيميائية أو مشاهدتها، ولكن ذلك لا يمنع كون أنها موجودة في كل مكان.
فحتى الشاشة التي تقوم بالنظر إليها الآن من أجل قراءة ذلك المقال مكونة من روابط كيميائية كثيرة، والأهم من ذلك أن حتى الجزيئات الموجودة داخل الخلايا تتكون من أنواع مختلفة من الروابط الكيميائية، كانت تلك بعض النقاط البسيطة التي تُشير إلى أهمية الروابط الكيميائية، وفيما يلي سوف نتعرف أكثر على أهمية الروابط الكيميائية وإليك هي:
- تقوم بلصق الأنواع المختلفة من الروابط الكيميائية.
- تعمل على تحديد الشكل الجزيئي والهندسي.
- تعمل على تحديد الخواص الفيزيائية للجزيئات.
- سبب في تواجد الأرض واستمراريتها.
- تقوم بربط الذرات والجزيئات معًا.
- تحدد الخواص الكيميائية للجزيئات.
- تشارك في التفاعلات الكيميائية.
- تكون جزيئات ومركبات جديدة.
- مفتاح لتصميم مواد جديدة.
- لها دور مهم في كيمياء الخلايا. [3]
نظرية لويس للترابط الكيميائي
كان ألبريشت كوسيل وجيلبرت لويس أول من قاموا بشرح تكوين الروابط الكيميائية في عام 1916،حيث أنهم قاموا بشرح الترابط الكيميائي على أساس خمول الغازات، وفيما يلي سوف نقوم بعرض بعضًا فرضيات نظرية لويس الترابط الكيميائي، وإليك هي:
- يمكن للذرات تحقيق تكوين المستقر عن طريق تكوين الروابط الكيميائية مع الذرات الأخرى.
- يمكن النظر إلى الذرة على أنها نواة موجبة الشحنة.
- من الممكن أن يستوعب الغلاف الخارجي ثمانية إلكترونات.
- الذرات ذات التكوين الثماني ترمز إلى تكوين مستقر. [1]
