الأربعاء، 10 يونيو، 2009

الرابطة الكيميائية

بسم الله الرحمن الرحيم
الرابطة الكيميائية
تعريف الرابطة :
الرابطة الكيميائية هى علاقة تجاذب مغناطيسى بين ذرتين .
بين بروتون أحد الذرات واليكترون الذرة الاخرى ,
ثم يتبادل التجاذب بين البروتونات والأليكترونات للذرتين المتجاذبتين , كل نصف دورة من حركة الاليكترونات .
كيف يحدث ترابط العناصر ؟ :
يحدث ترابط بين العناصر عند وجودها بجوار بعضها , وذلك بأن تتحرك كل ذرة تجاة الذرة الاخرى ,
بحيث تكون الناحية التى تتلامس بها الذرتين مع بعضهما , هى الناحية التى يوجد فيها الاليكترونين الذين سيكونان الرابطة .
وهما أبعد اليكترونين عن النواة , فى حدود الذرة الخارجية .
وتحدث علاقة التجاذب المغناطيسية بين الذرتين بحيث يحدث تجاذب بين بروتون أحد الذرات ,
واليكترون الذرة الاخرى فى نصف الدورة الاولى لحركة الاليكترونات ,
وبين بروتون الذرة الاخرى , واليكترون الذرة الاولى فى نصف الدورة الثانية .
وكذلك يحدث تزامن فى حركة الاليكترونات لكل منهما , بعد التجاذب مباشرة .

· نوع العنصر " غاز – سائل – صلب " يؤثر فى طريقة حدوث الرابطة .
التصنيف القديم المعروف للروابط :
تصنف أنواع الروابط الى عدة أنواع , مع العديد من النظريات والمبادىء ,
هى بالأختصار , حسب ماهو معروف :
روابط أيونية , روابط تساهمية , روابط تناسقية , روابط هيدروجينية , روابط فلزية .
وتندرج الرابط سيجما والرابط باى ضمن الرابطة التساهمية .
تحليل التصنيف القديم للروابط :
1 – لايوجد فقد أو اكتساب للاليكترونات أثناء عمل الروابط الكيميائية ,
ولذلك لايوجد سبب لتصنيف بعض الروابط أنها روابط أيونية .
2 – يمكن ادخال بعض أنواع الروابط فى بعض , فلو اتخذنا ارتباط نوع الرابطة بعنصر معين ,
سنجد أن رابطة العنصر يمكن أن تكون ضمن أنواع كثيرة من الروابط ,
اذا تكونت رابطة العنصر مع عناصر مختلفة ..
3 – الروابط الفلزية خاصة لكل عنصر على حدة , فكل عنصر لة بنية شبكية معينة لذراتة ,
ويتغير شكل تلك الشبكة مع درجة الحرارة , أو تركيز العناصر المختلطة .
والذى يمكن اعتمادة , هو ذكر صفات عامة لروابط العناصر الصلبة .

التصنيف الجديد للروابط الكيميائية :
أولا :
تصنف الروابط من حيث خصائص الرابطة , الى :
1 – رابطة العنصر الواحد , " الجزيئات " .
وهى أنواع :
جزيئات الغازات , جزيئات السوائل , جزيئات العنصر الصلب , " شبكة العنصر " .
2 – رابطة العناصر المختلفة , " المركبات " .
وهى أنواع :
ا - الغاز مع الغاز , والغاز مع السائل , والغاز مع الصلب .
ب - السائل مع السائل , والسائل مع الصلب .
ج – روابط العناصر الصلبة المختلفة , أو السبائك .
ثانيا :
تقسم الروابط من حيث شكل الرابطة , الى :
1 - الرابطة المعروفة برابطة الرأس بالرأس , أو سيجما .
2 - الرابطة المعروفة برابطة الجنب بالجنب , أو الرابطة باى .

خواص الرابطة سيجما والرابطة باى :
1 – الرابطة سيجما :
الرابطة سيجما :
هى الرابطة التى يكونها العنصر الأحادى التكافؤ بواسطة الاليكترون الفردى , غير المزدوج مع اليكترون آخر فى نفس اتجاة الحركة .
ويمثل الخط الذى يمر بخط الرابطة الكيميائية ومركز الذرة , خط مركز ثقل الذرة .
الصفات المميزة للرابطة سيجما :
أ - خط مركز ثقل الذرة يمر بالرابطة .
ب - تعتبر من أقوى الروابط , خاصة اذا كان العنصر أحادى التكافؤ فقط .
ج – تتكون الرابطة سيجما بذرتين أحدهما أو كلاهما أحادى التكافؤ .
2 – الرابطة باى :
الرابطة باى :
هى الرابطة التى يكونها العنصر زوجى التكافؤ , الذى يمتلأ اتجاة الحركة الأخير بة باليكترونين .
ويمثل الخط الذى يمر بمنتصف الرابطتين المزدوجتين باى , ويمر بمركز الذرة , خط مركز ثقل الذرة .
الصفات المميزة للرابطة باى :
أ - الرابطة باى تعتبر رابطة ضعيفة لأنها تترابط بأطراف مجال الذرة .
ب - مركز ثقل الذرة يمر بمنتصف الرابطتين المزدوجتين باى .
ج - تتكون الرابطة باى بعنصرين كلا منهما زوجى التكافؤ ,
أو بالاليكترونات الزوجية للذرة الفردية التكافؤ , حيث تتكون الرابطتين بالأليكترونين المزدوجين مثل 3 , 4 و 5 , 6 و11 , 12 و ... وهكذا
د – لكل ذرة تكون الرابطتين المزدوجتين باى , عادة يكونان على خط واحد مستقيم ,
وذلك اتباعا لتوازن كتلة الذرة , حيث أن كل اليكترونين مزدوجين لكل ذرة يكونان عادة على خط واحد مستقيم .
وتعرف الرابطة باى بالرابطة التناسقية .

القاعدة العامة للروابط :
ترتبط العناصر وشكل الرابطة التى تكونها , بقاعدة عامة لجميع العناصر , وتنص على :
1 - كل عنصر فردى التكافؤ , يكون الرابطة سيجما .
2 - كل عنصر زوجى التكافؤ , يمكنة أن يكون الرابطة سيجما أو باى أو كلاهما , حسب تكافؤ الذرتين المترابطتين .
3 – فى حالة العناصر التى تكون أكثر من رابطة , اذا تجاهلنا الرابطة المميزة للعنصر ,
يمكننا ملاحظة أن باقى الروابط التى يكونها العنصر , هى روابط العنصر الأقل فى العدد الذرى .
* يسرى المبدأ رقم " 3 " على جميع العناصر ذات العدد الذرى الأكبر من 6 ,
لأن كل عنصر من العناصر ذات العدد الذرى الصغير , له مصفوفة خاصة لجسيماتة .
ولاترتبط مصفوفة جسيمات العنصر , بمصفوفة جسيمات العنصر الأقل منة فى العدد الذرى .
الأمثلة :
1 – العنصر فردى التكافؤ :
أ - العنصر الاحادى التكافؤ فقط , مثل :
الهيدروجين , الليثيوم , الصوديوم , الكلور , البوتاسيوم .
كلها تكون الرابطة سيجما بالتأكيد .
ب - أما العناصر الفردية التكافؤ , وأكبر من التكافؤ الاحادى , مثل :
البورون - 3 , النيتروجين - 1 , 3 , 5 , الفلور – 1 , 3 , الألمونيوم - 3 , الفوسفور – 1 , 3 , 5 , ...
فتكون الرابطة سيجما بالاليكترون الفردى المميز للذرة ,
ويمكنها أيضا أن تكون الرابطة باى بالاليكترونين الزوجيين الآخرين اذا تكونت الرابطة مع عنصر زوجى التكافؤ ,
أو تكون روابط سيجما اذا تكونت الروابط مع عنصر أحادى التكافؤ .

العناصر :
النيتروجين , الفلور , الفوسفور .
1 – النيتروجين : فى حالات التكافؤ 1 , 3 , 5
ا – فى حالة تكافؤ النيتروجين الأحادى فأنة يكون رابطة سيجما بالتأكيد .
ب – فى حالة التكافؤ الثلاثى والخماسى , فأن النيتروجين يكون رابطة سيجما بالاليكترون الفردى .
ويمكنة تكوين رابطة سيجما , أو يكون رابطة باى بالاليكترونين الزوجيين الآخرين , حسب تكافؤ العنصر الذى تكون معة الرابطة .
ويمكن تمييز الروابط الزائدة عن الرابطة الأحادية , أنها الروابط المعروفة لذرة الكربون .

2 – الفلور :
ا – فى حالة تكافؤ الفلور الأحادى فأنة يكون رابطة سيجما بالتأكيد .
ب – فى حالة التكافؤ الثلاثى للفلور , فأنة يكون الرابطة سيجما بالاليكترون الفردى .
ويمكنة تكوين الرابطة سيجما أو الرابطة باى , حسب تكافؤ العنصر الذى تكون معة الرابطة .
ويمكن تمييز الاليكترونين الزوجيين للفلور , أنهما الاليكترونين المعروفين لرابطة ذرة الأكسجين .

3 – الفوسفور :
يكون الفوسفور نفس نوع الروابط مع العناصر , مماثلا للنيتروجين والفلور .
ا – فى حالة تكافؤ الفوسفور الأحادى , يكون الفوسفور رابطة سيجما بالتأكيد .
ب – فى حالة تكافؤ الفوسفور الثلاثى أو الخماسى , فأنة يكون الرابطة سيجما بالاليكترون المفرد ,
ويمكنة تكوين رابطة سيجما أو روابط باى بالاليكترونات الزوجية , بحسب تكافؤ الذرة التى ستكون معها الرابطة .
ويمكن تمييز الروابط الزوجية للفوسفور أنها روابط ذرة السليكون .

2 – العنصر زوجى التكافؤ :
العناصر زوجية التكافؤ , يمكنها أن تكون كلا من الرابطتين سيجما وباى , حسب تكافؤ الذرة المترابطة .
أمثلة :
الكربون , الأكسجين , السليكون , الكبريت , الكالسيوم , ...

1 – الكربون :
أ – يكون الكربون الرابطة سيجما اذا تكونت الرابطة مع عنصر أحادى التكافؤ , مثل الهيدروجين .
ب - يكون الكربون الرابطة باى اذا تكونت الرابطة مع عنصر زوجى التكافؤ , مثل الأكسجين والماغنيسيوم , والكالسيوم .

2 – الأكسجين :
ا – يكون الأكسجين الرابطة سيجما اذا تكونت الرابطة مع عنصر أحادى التكافؤ مثل الهيدروجين , والصوديوم , والليثيوم .
ب – يكون الأكسجين الرابطة باى اذا تكونت الرابطة مع عنصر زوجى التكافؤ مثل الماغنيسيوم , والكالسيوم , والكربون , والسليكون .

3 – الكبريت :
الكبريت لة نفس خصائص الكربون والأكسجين فى تكوين نفس نوع الروابط مع العناصر .
ا – يكون الكبريت الرابطة سيجما اذا تكونت الرابطة مع عنصر أحادى التكافؤ , مثل الهيدروجين والليثيوم والصوديوم .
ب – يكون الكبريت الرابطة باى اذا تكونت الرابطة مع عنصر زوجى التكافؤ , مثل الكربون والأكسجين والكالسيوم .

حالات خاصة من الروابط :
تقوم بعض العناصر بعمل روابط لها صفات خاصة فى التفاعلات ,
مثل رابطة : " الهيدروجين والأكسجين " .
يكون الهيدروجين والأكسجين الروابط سيجما وباى مثل جميع العناصر ,
لكن لرابطة كل منهما خصائص تختلف عن باقى العناصر , وذلك بسبب تركيبهما الداخلى .
ويشتركان فى كون كل منهما من أسرع العناصر تفاعلا .
ومن أقوى الروابط , بالرغم أنهما من الغازات ..

عصام جاد

ليست هناك تعليقات: