الروابط بين الذرية: الخصائص والأنواع - كيمياء - 2026

و interatomic السندات هي سندات الكيميائية التي الأشكال بين الذرات لإنتاج الجزيئات. على الرغم من أن العلماء اليوم يتفقون عمومًا على أن الإلكترونات لا تدور حول النواة ، فقد كان يعتقد عبر التاريخ أن كل إلكترون يدور حول نواة الذرة في غلاف منفصل.

اليوم ، خلص العلماء إلى أن الإلكترونات تحوم فوق مناطق معينة من الذرة ولا تشكل مدارات ، ومع ذلك لا يزال غلاف التكافؤ مستخدمًا لوصف مدى توفر الإلكترونات.

الشكل 1: الذرات تتفاعل مع بعضها البعض من خلال الروابط الكيميائية.

ساهم لينوس بولينج في الفهم الحديث للترابط الكيميائي من خلال تأليف كتاب "طبيعة الترابط الكيميائي" حيث جمع أفكارًا من السير إسحاق نيوتن وإتيان فرانسوا جوفروي وإدوارد فرانكلاند وعلى وجه الخصوص جيلبرت إن لويس.

في ذلك ، ربط فيزياء ميكانيكا الكم بالطبيعة الكيميائية للتفاعلات الإلكترونية التي تحدث عند تكوين الروابط الكيميائية.

ركز عمل بولينج على إثبات أن الروابط الأيونية الحقيقية والروابط التساهمية تقع في نهايات طيف الرابطة ، وأن معظم الروابط الكيميائية مصنفة بين هذين الطرفين.

طور بولينج كذلك مقياسًا منزلقًا من نوع الرابطة تحكمه الكهربية الكهربية للذرات المشاركة في الرابطة.

أدت مساهمات باولينج الهائلة في فهمنا الحديث للترابط الكيميائي إلى حصوله على جائزة نوبل عام 1954 عن "البحث في طبيعة الترابط الكيميائي وتطبيقه لتوضيح بنية المواد المعقدة".

تتكون الكائنات الحية من الذرات ، ولكن في معظم الحالات ، لا تطفو تلك الذرات فقط بشكل فردي. بدلاً من ذلك ، يتفاعلون عادةً مع ذرات أخرى (أو مجموعات ذرات).

على سبيل المثال ، يمكن ربط الذرات عن طريق روابط قوية وتنظيمها في جزيئات أو بلورات. أو يمكنهم تكوين روابط ضعيفة مؤقتة مع ذرات أخرى تصطدم بها.

كل من الروابط القوية التي تربط الجزيئات والروابط الضعيفة التي تخلق روابط مؤقتة ضرورية لكيمياء أجسامنا ووجود الحياة نفسها.

تميل الذرات إلى تنظيم نفسها في أكثر الأنماط استقرارًا ، مما يعني أن لديها ميلًا لإكمال أو ملء مداراتها الإلكترونية الخارجية.

إنهم يترابطون مع ذرات أخرى للقيام بذلك. تُعرف القوة التي تربط الذرات معًا في مجموعات تُعرف بالجزيئات بالرابطة الكيميائية.

أنواع الروابط الكيميائية بين الذرات

السندات معدنية

الرابطة المعدنية هي القوة التي تربط الذرات ببعضها البعض في مادة معدنية نقية. تتكون هذه المادة الصلبة من ذرات معبأة بإحكام.

في معظم الحالات ، يتداخل الغلاف الإلكتروني الخارجي لكل ذرة من الذرات المعدنية مع عدد كبير من الذرات المجاورة. نتيجة لذلك ، تتحرك إلكترونات التكافؤ باستمرار من ذرة إلى ذرة ولا ترتبط بأي زوج محدد من الذرات.

الشكل 2: رسم توضيحي لسند معدني

تتمتع المعادن بالعديد من الصفات الفريدة ، مثل القدرة على توصيل الكهرباء ، وانخفاض طاقة التأين ، وانخفاض الطاقة الكهربية (بحيث تتخلى عن الإلكترونات بسهولة ، أي أنها كاتيونات).

تشمل خصائصها الفيزيائية المظهر اللامع (اللامع) ، وهي مرنة وقابلة للدهن. المعادن لها هيكل بلوري. ومع ذلك ، فإن المعادن أيضًا قابلة للطرق وقابلة للدهن.

في القرن العشرين ، توصل بول درودي إلى نظرية بحر الإلكترون من خلال نمذجة المعادن كمزيج من النوى الذرية (النوى الذرية = نوى موجبة + غلاف إلكترون داخلي) وإلكترونات التكافؤ.

في هذا النموذج ، تكون إلكترونات التكافؤ حرة وغير محددة ومتحركة وغير مرتبطة بأي ذرة معينة.

الرابطة الأيونية

الروابط الأيونية ذات طبيعة كهروستاتيكية. تحدث عندما ينضم عنصر بشحنة موجبة إلى عنصر بشحنة سالبة بواسطة تفاعلات كولومبية.

تميل العناصر ذات طاقات التأين المنخفضة إلى فقدان الإلكترونات بسهولة بينما تميل العناصر ذات التقارب العالي للإلكترون إلى اكتسابها لإنتاج الكاتيونات والأنيونات على التوالي ، والتي تشكل روابط أيونية.

تشكل المركبات التي تظهر الروابط الأيونية بلورات أيونية تتأرجح فيها الأيونات الموجبة والسالبة الشحنة بالقرب من بعضها البعض ، ولكن لا يوجد دائمًا علاقة مباشرة 1-1 بين الأيونات الموجبة والسالبة.

يمكن عادةً كسر الروابط الأيونية من خلال الهدرجة ، أو إضافة الماء إلى مركب.

يمكن أن تنفصل المواد التي يتم تجميعها معًا بواسطة روابط أيونية (مثل كلوريد الصوديوم) بشكل عام إلى أيونات مشحونة حقيقية عندما تؤثر عليها قوة خارجية ، كما هو الحال عند إذابتها في الماء.

علاوة على ذلك ، في الشكل الصلب ، لا تنجذب الذرات الفردية إلى جار فردي ، ولكنها بدلاً من ذلك تشكل شبكات عملاقة تنجذب إلى بعضها البعض من خلال التفاعلات الكهروستاتيكية بين نواة كل ذرة وإلكترونات التكافؤ المجاورة.

تمنح القوة الجذابة بين الذرات المجاورة المواد الصلبة الأيونية بنية منظمة للغاية تُعرف بالشبكة الأيونية ، حيث تترابط الجسيمات المشحونة مع بعضها البعض لإنشاء بنية صلبة مرتبطة بإحكام.

الشكل 3: بلورات كلوريد الصوديوم

الرابطة التساهمية

يحدث الترابط التساهمي عندما تشترك الذرات في أزواج من الإلكترونات. سوف تترابط الذرات تساهميًا مع الذرات الأخرى لاكتساب المزيد من الاستقرار ، والذي يتحقق من خلال تكوين غلاف إلكتروني كامل.

من خلال مشاركة إلكتروناتها الخارجية (التكافؤ) ، يمكن للذرات ملء غلافها الخارجي بالإلكترونات واكتساب الاستقرار.

الشكل 4: مخطط لويس للرابطة التساهمية لجزيء النيتروجين

على الرغم من أنه يقال إن الذرات تشترك في الإلكترونات عندما تشكل روابط تساهمية ، فإنها غالبًا لا تشترك في الإلكترونات بالتساوي. فقط عندما تشكل ذرتان من نفس العنصر رابطة تساهمية ، تكون الإلكترونات المشتركة في الواقع مشتركة بالتساوي بين الذرات.

عندما تشترك ذرات العناصر المختلفة في الإلكترونات من خلال الترابط التساهمي ، سيتم سحب الإلكترون بشكل أكبر نحو الذرة ذات القدرة الكهربية الأعلى مما ينتج عنه رابطة تساهمية قطبية.

عند مقارنتها بالمركبات الأيونية ، عادةً ما يكون للمركبات التساهمية درجة انصهار وغليان أقل ولديها ميل أقل للذوبان في الماء.

يمكن أن تكون المركبات التساهمية في حالة غازية أو سائلة أو صلبة ولا توصل الكهرباء أو تسخن جيدًا.

روابط هيدروجينية

الشكل 5: روابط هيدروجينية بين جزيئي ماء

الروابط الهيدروجينية أو الروابط الهيدروجينية هي تفاعلات ضعيفة بين ذرة هيدروجين مرتبطة بعنصر كهرسلبي مع عنصر كهرسلبي آخر.

في الرابطة التساهمية القطبية التي تحتوي على الهيدروجين (على سبيل المثال ، رابطة OH في جزيء الماء) ، سيكون للهيدروجين شحنة موجبة طفيفة لأن إلكترونات الرابطة يتم سحبها بقوة أكبر نحو العنصر الآخر.

بسبب هذه الشحنة الموجبة الطفيفة ، سينجذب الهيدروجين إلى أي شحنات سالبة مجاورة.

روابط لـ Van der Waals

إنها قوى كهربائية ضعيفة نسبيًا تجذب الجزيئات المحايدة لبعضها البعض في الغازات ، في الغازات المسيلة والمتصلبة ، وفي جميع السوائل العضوية والصلبة تقريبًا.

تم تسمية هذه القوى على اسم الفيزيائي الهولندي يوهانس ديديريك فان دير فالس ، الذي افترض لأول مرة في عام 1873 هذه القوى بين الجزيئات في تطوير نظرية لشرح خصائص الغازات الحقيقية.

قوى فان دير فال هو مصطلح عام يستخدم لتحديد جاذبية القوى بين الجزيئات بين الجزيئات.

هناك فئتان من قوى فان دير فال: قوى تشتت لندن وهي قوى ضعيفة وأقوى ثنائية القطب.

المراجع

1. أنتوني كابري ، م (2003). الترابط الكيميائي: طبيعة الرابطة الكيميائية. تم الاسترجاع من موقع visionlearning visionlearning.com
2. كامي فونغ ، نيو مكسيكو (2015 ، 11 أغسطس). الروابط التساهمية. مأخوذة من chem.libretexts chem.libretexts.org
3. كلارك ، ج. (2017 ، 25 فبراير). رابطة فلزية. مأخوذة من chem.libretexts chem.libretexts.org
4. Encyclopædia Britannica. (2016 ، 4 أبريل). السندات معدنية. مأخوذة من britannica britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica. (2016 ، 16 مارس). قوات فان دير فال. مأخوذة من britannica britannica.com
6. كاثرين راش ، إل بي (2017 ، 11 مارس). قوات فان دير فال. مأخوذة من chem.libretexts chem.libretexts.org.
7. خان ، س. (SF). روابط كيميائية. مأخوذة من khanacademy khanacademy.org.
8. مارتينيز ، إي (2017 ، 24 أبريل). ما هو الترابط الذري؟ مأخوذة من sciencing.com.
9. Wyzant، Inc. (SF). سندات. مأخوذة من wyzant wyzant.com.