انواع المركبات التي تذوب في الماء
المركبات الأيونية هي المركبات التي تذوب في الماء وتتشارك فيها الإلكترونيات الموجبة مع الإلكترونيات السالبة. إنها واحدة من أنواع المركبات الهامة التي تذوب في الماء.
تتمتع جميع المركبات الأيونية بمجموعة من الخصائص التي تميزها عن غيرها، وتتضمن خواص الانصهار العالية والصلابة القوية كأهم هذه الخصائص، ولذلك تتميز هذه المركبات بالذوبان في الماء بسرعة كبيرة جدًا.
يتكون المركب الأيوني من جزئين أساسين، وهما الكاتيون الجزء الموجب والأنيون الجزء السالب، ويتفاعل هذان الجزءان معًا في المركب الأيوني.
لكي تُذوب هذه المركبات الأيونية في الماء بشكل سريع وفعال في كلا الشقين السالب والموجب، يجب أن تكون قيمة شحنة هذا المركب الأيوني تساوي الصفر، ولا يمكن أن تتم عملية الذوبان بأي شكل من الأشكال إذا كان المركب الأيوني لا يتمتع بهذه القيمة النهائية.
خصائص المركبات الأيونية
تتمتع جميع المركبات الأيونية بالعديد من الخصائص التي تميزها وتجعلها من المركبات التي تتفاعل وتذوب في الماء مع جميع المركبات الموجودةفيه، وتشمل ذلك:
درجة انصهار مرتفعة
- تتميز المركبات الأيونية بدرجات حرارة وانصهار وحتى درجات غليان مرتفعة جدًا ومختلفة عن الكثير من المركبات الأخرى.
- تتمتع هذه المركبات بنقطة انصهار عالية بسبب احتياجها إلى درجات حرارة عالية يمكنها من خلالها التغلب على جميع قوى الجذب بين الإلكترونات الإيجابية والسالبة.
- تعمل درجة الحرارة العالية على توفير الطاقة اللازمة لهذه المركبات الأيونية، مما يساعد على حدوث الغليان والذوبان لهذه المركبات.
تكوين البلورات
- تعمل جميع المركبات الأيونية على إنشاء شبكة كبيرة ومميزة من البلورات، وذلك يحدث بدلاً من تشكيل مجموعة من المواد الصلبة التي لا تحتوي على أية بلورات.
- تتميز المركبات الأيونية بترتيب بلوري منتظم لجميع البلورات التي تتكون منها، مما يجعل هذه النوعية من المركبات أكثر تنظيمًا من العديد من أنواع المركبات الأخرى.
- يتميز تنظيم بلورات المركبات الأيونية بالتبادل السريع والمنظم بين الجزء الموجب والجزء السالب بشكل واضح.
- يساعد هذا التنظيم أو التبادل في تشكيل بلورات ثلاثية الأبعاد، ويعتمد ذلك على الأيونات الصغيرة الموجودة في هذه المركبات والتي يمكن أن تملأ جميع الفراغات، وخاصةً في البلورات الكبيرة.
بلورتها هشة وصلبة
- تتميز بلورات المركبات الأيونية بصلابتها العالية، ويعود ذلك إلى الجاذبية الكبيرة بين الإلكترونات الموجبة والإلكترونات السالبة.
- تتقارب جميع الشحنات المتشابهة الموجودة في المركبات الأيونية بعضها البعض عندما يتعرض الإلكترون المرتبط بها لضغط شديد.
- رغم صلابة هذه البلورات، إلا أنها تتميز بشدة الهشاشة، ويحدث ذلك بسبب التنافر بين أزواج إلكترونيات الرابطة.
- يؤدي ذلك التنافر إلى تفتيت بلورات المركبات الأيونية إلى جزيئات صغيرة جدًا.
موصلة للتيار الكهربائي
- تتميز الأيونات المنفصلة داخل المركبات الأيونية بحرية حركتها، ويحدث ذلك فقط عندما تذوب في الماء.
- وبسبب هذه الخاصية المميزة التي لا تتواجد في الكثير من المركبات الأخرى، أصبح من السهل توصيل الكثير من الشحنات الكهربائية عبر المحلول وخاصةً المائي منه، مثل كلوريد الصوديوم.
أمثلة على المركبات الأيونية التي تذوب في الماء
- الملح الطعام، والمعروف أيضا بـ كلوريد الصوديوم، حسب التعبير العلمي.
- يوديد البوتاسيوم.
- فلوريدا الصوديوم.
- بيكربونات الصوديوم، أو ما يُعرف بصودا الخبز لدى الكثير من الأشخاص.
- صودا الغسيل، أو كربونات الصوديوم.
- صوديوم هيبوكلوريت أو المبيض.
- بنزوات الصوديوم.
- كلوريد الكالسيوم.
- سلفات الصوديوم.
- فوسفات الامونيوم.
مميزات المركبات الأيونية
- تتميز المركبات الأيونية بعدم توصيلها للكهرباء، وخاصةً عندما تكون في حالتها الصلبة أو حتى عندما تكون في درجة الحرارة العادية، ويرجع هذا الأمر إلى القوة الكبيرة بين الإلكترونيات الموجبة والإلكترونيات السالبة.
- يمكن توصيل المركبات الأيونية بسهولة في الكهرباء، ولكن يحدث ذلك عندما تذوب في مذيب ثابت تماما، ويمتلك أيضا عزلا كهربائيا من النوع العالي.
- يستخدم العزل الكهربائي العالي هذا لعزل الإيقونات أو الإلكترونيات الإيجابية والسالبة عن بعضها البعض بشدة، حيث يتحول هذهذا العزل إلى حالة حرية للإيقونات بعد العزل.
- تستخدم المركبات الأيونية في العديد من الأعمال والمهام الضرورية بسبب تميزها بدرجة انصهار وغليان عالية.
طريقة كتابة المركبات الأيونية
يتم كتابة المركبات الأيونية بطريقة محددة، وتم توضيح هذه الطريقة من قبل العلماء المتخصصين في هذا المجال، ولذلك فإن هذه الطريقة معترف بها في جميع دول العالم
- يتم كتابة الرمز أو الأيون الموجب في بداية الأمر.
- يكتب الرمز أو الأيون السالب بعد الأيون الموجب مباشرة.
- يمكن وضع مجموعة من الأرقام الصغيرة والمعترف بها تحت هذه الرموز أو هذه الأيونات.
- من المهم عدم تحميل هذه الأرقام بأي شحنات، حتى يتمكن الشخص من الحصول على نتيجة صحيحة ومؤكدة بسهولة.
- يمكن كتابة الرمز، وخاصة الأيوني، للفلز قبل كتابة الرمز الأيوني للعنصر اللافلز، ويتم ذلك في الصيغة الكلية الأيونية.
العوامل التي تؤثر على عملية ذوبان المركبات الأيونية في الماء
- تعتمد عملية الذوبان بشكل عام على نوع المادة الموجودة في الماء، حيث توجد بعض المواد التي تنتمي إلى المركبات الأيونية ولكن يصعب ذوبانها في الماء.
- عندما تصل المادة الفعالة إلى درجة التشبع الكلية، يصبح المركب غير قادر على استيعاب جميع جزيئات المادة، وخاصة تلك التي تكون مذابة في المحلول أو المركب الأيوني.
- تحتاج الكثير من المواد إلى درجات حرارة متفاوتة حتى تذوب في الماء، ولذلك يعد الماء مذيبا عاما. ويجب معرفة السبب وراء ذلك، وعلى وجه العموم فإن درجة حرارة الماء تعتبر منخفضة جدا.
- هل تتوفر عملية الخلط في المواد الأيونية أو المركبات أم لا؟.