خصائص التساهمية الارتباط ، خصائص ، أنواع وأمثلة

ال روابط تساهمية إنها نوع من الاتحاد بين الذرات التي تشكل الجزيئات من خلال مشاركة أزواج الإلكترون. هذه الروابط ، التي تمثل توازنًا مستقرًا إلى حد ما بين كل نوع ، تسمح لكل ذرة بتحقيق استقرار التكوين الإلكتروني.

تتشكل هذه الارتباطات في إصدارات مفردة أو مزدوجة أو ثلاثية ، وتحتوي على أحرف قطبية وغير قطبية. يمكن للذرات جذب أنواع أخرى ، مما يسمح بتكوين مركبات كيميائية. يمكن أن يحدث هذا الاتحاد بواسطة قوى مختلفة ، أو توليد جاذبية ضعيفة أو قوية ، أو لشخصيات أيونية أو عن طريق تبادل الإلكترون.

تعتبر الروابط التساهمية نقابات "قوية". على عكس الروابط القوية الأخرى (الروابط الأيونية) ، عادة ما تحدث الروابط التساهمية في الذرات غير المعدنية وفي الذرات ذات الارتباطات المتشابهة للإلكترونات (التشابه الكهربائي) ، مما يجعل الروابط التساهمية ضعيفة وتتطلب طاقة أقل لكسرها..

في هذا النوع من الارتباط ، يتم تطبيق ما يسمى بقاعدة الثمانيات عادةً لتقدير كمية الذرات التي يجب مشاركتها: تنص هذه القاعدة على أن كل ذرة في جزيء تتطلب 8 إلكترونات تكافؤ لتبقى مستقرة. من خلال المشاركة ، يجب أن تحقق هذه الخسائر أو كسب الإلكترونات بين الأنواع.

مؤشر

• 1 الخصائص
  • 1.1 الرابطة التساهمية غير القطبية
  • 1.2 الرابطة التساهمية القطبية
• 2 خصائص
  • 2.1 قاعدة البايت
  • 2.2 الرنين
  • 2.3 العطرية
• 3 أنواع من الروابط التساهمية
  • 3.1 رابط بسيط
  • 3.2 وصلة مزدوجة
  • 3.3 الرابط الثلاثي
• 4 أمثلة
• 5 المراجع

ملامح

تتأثر الروابط التساهمية بالخاصية الإلكترونية لكل من الذرات المتورطة في تفاعل أزواج الإلكترون ؛ عندما يكون لديك ذرة ذات كهرومائية كهربائية أكبر بكثير من ذرة أخرى في الاتحاد ، سيتم تشكيل رابطة تساهمية قطبية.

ومع ذلك ، عندما يكون لدى كلتا الذرتين خاصية كهربية مماثلة ، سيتم تشكيل رابطة تساهمية غير قطبية. يحدث هذا لأن إلكترونات الأنواع الأكثر إلكترونيا سوف تكون أكثر ارتباطًا بهذه الذرة عنها في حالة الأقل إلكترونًا.

تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد رابط تساهمي متساوٍ تمامًا ، ما لم تكن الذرتان المتشاركتان متطابقتان (وبالتالي يكون لهما نفس الكهربية).

يعتمد نوع الرابطة التساهمية على الاختلاف في القدرة الكهربية بين الأنواع ، حيث تؤدي القيمة بين 0 و 0.4 إلى رابطة غير قطبية ، ويؤدي الفرق من 0.4 إلى 1.7 إلى رابطة قطبية ( الروابط الأيونية تظهر من 1.7).

الرابطة التساهمية غير القطبية

يتم إنشاء الرابطة التساهمية غير القطبية عندما يتم تقاسم الإلكترونات بالتساوي بين الذرات. يحدث هذا عادة عندما يكون للذرتين تقارب إلكتروني مماثل أو متساوٍ (نفس النوع). كلما كانت قيم التقارب الإلكتروني أكثر تشابهًا بين الذرات المعنية ، كلما كانت قوة الجذب الناتجة أكثر قوة.

يحدث هذا عادة في جزيئات الغاز ، والمعروفة أيضًا بالعناصر ثنائية الذرة. تعمل الروابط التساهمية غير القطبية بنفس طبيعة الروابط القطبية (ستجذب ذرة النبضة الإلكترونية العليا الإلكترون أو الإلكترونات الخاصة بالذرة الأخرى بقوة أكبر).

ومع ذلك ، في الجزيئات ثنائية الابعاد ، يتم إلغاء النغمات الكهربية لأنها متساوية وتؤدي إلى حمولة صفرية.

الروابط غير القطبية ضرورية في علم الأحياء: فهي تساعد على تكوين روابط الأكسجين والببتيد التي لوحظت في سلاسل الأحماض الأمينية. جزيئات ذات كمية عالية من الروابط غير القطبية وعادة ما تكون مسعور.

الرابطة التساهمية القطبية

يحدث الارتباط التساهمي القطبي عندما يكون هناك تبادل غير متكافئ للإلكترونات بين النوعين المشتركين في الاتحاد. في هذه الحالة ، تمتلك إحدى الذراتان كهربيًا أكبر بكثير من الأخرى ، ولهذا السبب ستجذب المزيد من الإلكترونات من الاتحاد.

سيكون للجزيء الناتج جانب إيجابي إلى حد ما (وهو الجانب الذي يحتوي على أقل سلبية كهربية) ، وجانب سلبي قليلاً (مع تلك الذرة التي لها أعلى كهربية). سيكون لها أيضًا إمكانات إلكتروستاتيكية ، مما يعطي المركب القدرة على الارتباط بشكل ضعيف بالمركبات القطبية الأخرى.

أكثر الروابط القطبية شيوعًا هي روابط الهيدروجين مع ذرات أكثر كهربيًا لتشكيل مركبات مثل الماء (H₂O).

خصائص

في هياكل الروابط التساهمية ، يتم أخذ سلسلة من الخصائص التي تشارك في دراسة هذه النقابات في الاعتبار وتساعد على فهم هذه الظاهرة الخاصة بمشاركة الإلكترون:

حكم الثماني

تمت صياغة قانون الثمانيات من قبل الفيزيائي والكيميائي الأمريكي جيلبرت نيوتن لويس ، على الرغم من وجود علماء درسوا هذا قبله.

إنها قاعدة من الإبهام تعكس الملاحظة المتمثلة في أن ذرات العناصر التمثيلية تتجمع عادةً بحيث تصل كل ذرة إلى الإلكترونات الثمانية الموجودة في قشرة التكافؤ ، مما يؤدي إلى تكوين إلكتروني يشبه الغازات النبيلة. تُستخدم مخططات أو هياكل لويس لتمثيل هذه النقابات.

هناك استثناءات لهذه القاعدة ، مثل الأنواع ذات قشرة التكافؤ غير المكتملة (جزيئات لها سبعة إلكترونات مثل CH₃, والأنواع التفاعلية ستة الإلكترون مثل BH₃)؛ يحدث هذا أيضًا في الذرات التي تحتوي على عدد قليل جدًا من الإلكترونات ، مثل الهليوم والهيدروجين والليثيوم ، من بين أشياء أخرى.

صدى

الرنين هو أداة تستخدم لتمثيل الهياكل الجزيئية وتمثيل إلكترونات غير محددة حيث لا يمكن التعبير عن الروابط بهيكل لويس واحد.

في هذه الحالات ، يجب تمثيل الإلكترونات بعدة هياكل "مساهمة" ، تسمى هياكل الرنين. بمعنى آخر ، الرنين هو هذا المصطلح الذي يشير إلى استخدام اثنين أو أكثر من هياكل لويس لتمثيل جزيء معين.

هذا المفهوم إنساني تمامًا ، ولا يوجد هيكل واحد أو آخر للجزيء في أي وقت ، ولكن يمكن أن يوجد في أي إصدار من هذا (أو كليًا) في نفس الوقت.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الهياكل المساهمة (أو الرنانة) ليست أيزومرات: فقط موقف الإلكترونات يمكن أن يختلف ، ولكن ليس نواة الذرة.

الأروماتية

يستخدم هذا المفهوم لوصف جزيء دوري وشبه مسطح بحلقة من الروابط الرنانة التي تظهر ثباتًا أكبر من الترتيبات الهندسية الأخرى بنفس التكوين الذري.

الجزيئات العطرية مستقرة للغاية ، لأنها لا تنكسر بسهولة أو تتفاعل عادة مع مواد أخرى. في البنزين ، يتشكل المركب العطري النموذجي ، الروابط المترابطة (pi (π) في بنيتين مرنانتين متميزتين ، والتي تشكل مسدسًا ذا ثبات عالي..

رابط سيجما (Σ)

هذا هو أبسط رابط ، يجتمع فيه مديران "ق". يتم عرض روابط Sigma في جميع الروابط التساهمية البسيطة ، وقد تحدث أيضًا في المدارات "p" ، في حين ينظر هؤلاء إلى بعضهم البعض.

رابط pi (π)

هذا الرابط بين مداري "p" وهما متوازيتان. يتم ربطها جنبًا إلى جنب (على عكس سيجما ، التي تربط وجهاً لوجه) وتشكل مناطق ذات كثافة إلكترونية أعلى وأسفل الجزيء.

تشتمل الروابط التساهمية المزدوجة والثلاثية على رابطة أو اثنين pi ، وهذه تعطي الجزيء شكلاً جامدًا. روابط Pi أضعف من سيجما ، حيث يوجد تداخل أقل.

أنواع الروابط التساهمية

يمكن تكوين الروابط التساهمية بين ذرتين بواسطة زوج من الإلكترونات ، ولكن يمكن أيضًا تشكيلها بواسطة زوجين أو حتى ثلاثة أزواج من الإلكترونات ، بحيث يتم التعبير عنها كروابط مفردة ومزدوجة وثلاثية ، والتي يتم تمثيلها بأنواع مختلفة من الروابط. تقاطعات (سيغما وروابط بي) لكل منهما.

الروابط البسيطة هي الأضعف والثلاثة الأقوى ؛ يحدث هذا لأن الثلاثة أضعاف هم أقصر طول الرابط (جاذبية أكبر) وأعلى طاقة الارتباط (أنها تتطلب المزيد من الطاقة لكسر).

رابط بسيط

هو تقاسم زوج واحد من الإلكترونات. وهذا يعني ، كل ذرة تشارك سهم إلكترون واحد. هذا الاتحاد هو الأضعف وينطوي على رابطة سيغما واحدة (σ). ويمثل مع خط بين الذرات. على سبيل المثال ، في حالة جزيء الهيدروجين (H₂):

H-H

رابط مزدوج

في هذا النوع من الروابط ، يشكّل زوجان مشتركان من الإلكترونات روابط ؛ أي أربعة إلكترونات مشتركة. يشتمل هذا الرابط على رابط سيغما (σ) ورابط بي (π) ، ويمثله شرطان ؛ على سبيل المثال ، في حالة ثاني أكسيد الكربون (CO₂):

O = C = O

الرابط الثلاثي

يحدث هذا الرابط ، الأقوى الموجود بين الروابط التساهمية ، عندما تشترك الذرات في ستة إلكترونات أو ثلاثة أزواج ، في سيغما اتحاد (σ) واثنين من pi (π). يتم تمثيله بثلاثة خطوط ويمكن ملاحظته في جزيئات مثل الأسيتيلين (C₂H₂):

H-C≡C-H

أخيرًا ، تمت ملاحظة الروابط الرباعية ، لكنها نادرة وتقتصر بشكل أساسي على المركبات المعدنية ، مثل خلات الكروم (II) وغيرها..

أمثلة

بالنسبة إلى الروابط البسيطة ، فإن الحالة الأكثر شيوعًا هي حالة الهيدروجين ، كما هو موضح أدناه:

حالة الرابطة الثلاثية هي حالة النيتروجين في أكسيد النيتروز (N₂O) ، كما هو موضح أدناه ، مع روابط سيغما وبي مرئية:

مراجع

1. تشانغ ، ر. (2007). الكيمياء. (الطبعة التاسعة). ماكجرو هيل.
2. علم الأحرار. (بدون تاريخ). تم الاسترجاع من chem.libretexts.org
3. آن ماري هيلمنستين ، ب. تم الاسترجاع من thinkco.com
4. Lodish، H.، Berk، A.، Zipursky، S.L.، Matsudaira، P.، Baltimore، D.، & Darnell، J. (2000). بيولوجيا الخلية الجزيئية. نيويورك: دبليو إتش فريمان.
5. ويكي الجامعة. (بدون تاريخ). تم الاسترجاع من en.wikiversity.org