اوجه الاختلاف بين انواع المخاليط وبين انواع الروابط الكيميائية
أوجه الاختلاف بين انواع المخاليط وبين أنواع الروابط الكيميائية
يمكن التمييز بين أنواع المخاليط وأنواع الروابط الكيميائية عن طريق توزيع مكونات المخاليط المتجانسة بانتظام، ولكن يصعب فصلها، وبوجود روابط تساهمية. بينما المخاليط غير المتجانسة لا توزع مكوناتها بانتظام، ويمكن فصلها بسهولة، وبوجود روابط أيونية.
الروابط الكيميائية
يشمل الترابط الكيميائي مجموعة متنوعة من التفاعلات التي تربط الذرات معًا في مركبات كيميائية، وتعتبر الروابط الكيميائية القوى التي تربط الذرات ببعضها البعض لتكوين مركبات أو جزيئات، وتشمل الروابط الكيميائية الروابط التساهمية والتساهمية القطبية والروابط الأيونية.
خصائص الروابط الكيميائية
- الروابط هي قوى جذب كهربائية تربط الذرات أو الأيونات معًا لتشكيل الجزيئات.
- تتحكم أنواع مختلفة من الروابط الكيميائية وشدتها المتفاوتة بشكل مباشر في بعض الخصائص الفيزيائية للمعادن، مثل الصلابة ونقاط الانصهار والغليان والذوبان والتوصيل.
- تؤثر الروابط الكيميائية على الخصائص الكيميائية الأخرى للمواد، مثل التناظر البلوري والانقسام.
- تجعل الروابط الكيميائية الأقوى بين الذرات فصلها أكثر صعوبة، وتؤدي بشكل عام إلى صلابة أكبر ونقاط انصهار وغليان أعلى، ومعاملات تمدد أصغر.
أنواع الروابط الكيميائية
نحتاج إلى جميع أنواع الروابط المختلفة لتلعب أدوارًا مختلفة في التفاعلات الكيميائية الحيوية، وتختلف هذه الروابط في قوتها، حيث توجد أربعة أنواع من الروابط الكيميائية الأساسية الضرورية لوجود الحياة
- الروابط الأيونية: روابط تتكون بين الأيونات بشحنات معاكسة.
- الروابط التساهمية: ذرات مرتبطة بمشاركة الإلكترونات.
- روابط الهيدروجين: يجذب الهيدروجين ويربط الشحنات السالبة المجاورة.
- تفاعلات van der Waals: التفاعلات بين الجزيئات التي لا تشمل روابط تساهمية أو أيونات.
أنواع الروابط الكيميائية في المركبات العضوية
من خلال مشاركة أزواج الإلكترون تكتسب كلتا الذرتين أيضاً غلافاً خارجياً ممتلئاً وجميع الروابط الموجودة في المركبات العضوية تقريباً عبارة عن روابط تساهمية حيث يمكن أن تكون الرابطة التساهمية غير قطبية أو قطبية وبالنسبة للروابط التساهمية المتكونة بين ذرتين متطابقتين يتم تقاسم أزواج الإلكترون بالتساوي بين النواتين.
يمكن أن تكون الرابطة التعاونية غير قطبية أو قطبية
فيما يتعلق بالرابطة التساهمية المتكونة بين ذرتين متطابقتين، يتم تقاسم أزواج الإلكترون بالتساوي بين النواتين، ويتم توزيع كثافة الإلكترون بالتساوي عبر الرابطة، وهذا يجعل الرابطة غير قطبية، وتشمل الأمثلة على ذلك جميع الجزيئات المتجانسة من النواة، مثل H-H و Cl-Cl و O = O و N≡N
فيما يتعلق بالروابط غير المتجانسة (الرابطة بين ذرتين مختلفتين)، فإن أزواج الإلكترونات لا يتم تقاسمها بالتساوي، وتكون الرابطة قطبية وتنجذب أزواج الإلكترونات نحو الذرة التي تتمتع بقدرة أقوى على جذبها، ويتم احتساب هذه القدرة باستخدام القدرة الكهربائية.
الفرق بين الروابط الكيميائية والفيزيائية
الروابط الكيميائية
- تتكون بين جزيئتين من الذرات لتشكيل مركب.
- يؤدي حدوثها إلى تحويل الذرات إلى مواد كيميائية طبيعية مختلفة.
- تعتبر طاقة هذه الروابط عالية جدًا وتقاس بمئات الكيلوجولات.
الروابط الفيزيائية
- تنشأ بين اثنين من الجزيئات أو بين جزيئة وذرة أو أيون وجزيء.
- يؤدي حدوث الروابط الفيزيائية إلى تغيّر في خواص المادة من الناحية الفيزيائية فقط ولا يحدث تغيير كيميائي.
- تعتبر طاقة هذه الروابط منخفضة، وتُقاس بعشر الكيلوجول.
أقوى الروابط الكيميائية
هناك العديد من الطرق التي تترابط بها الذرات مع بعضها البعض فبعض الروابط أضعف والبعض الآخر أقوى اثنان من أقوى أشكال الروابط الكيميائية هما الروابط الأيونية والتساهمية حيث تتكون الروابط الكيميائية بين ذرتين لكل منهما دائرة إلكترونية خاصة بها وإذا كانت كل من الذرتين تشترك في إلكترون مع الذرة الأخرى بالتساوي تقريباً فإن الرابطة تسمى التساهمية.
إذا مارست إحدى الذرات قوة كبيرة على إلكترون الذرة الأخرى في حين إن الذرة الأخرى تسعى جاهدة لإعطاء إلكترونها فإن الرابطة تكون أيونية إلى حد كبير وأي شكل من أشكال الرابطة التساهمية أو الأيونية هو الأقوى؟ الطريقة السهلة لتحديد ذلك هي قياس الطاقة اللازمة لكسر الرابطة هذه الكمية تسمى طاقة تفكك الرابطة كلما زادت الطاقة اللازمة لكسر الرابطة يجب أن تكون هذه الرابطة أقوى واتضح إن كسر معظم الروابط الأيونية أكثر صعوبة بكثير من الروابط التساهمية.
الإجابة هي، لذلك يمكن القول إن الرابطة الأيونية هي الأقوى بسبب زيادة الطاقة اللازمة لكسر هذه الرابطة
نقاط التشابه والاختلاف بين الروابط الكيميائية
يواجه العديد من الطلاب مشكلة في تمييز الروابط الكيميائية، إليك بعض نقاط التشابه والاختلاف بين الروابط.
التعريف
- الرابطة الأيونية: تتكون الروابط الأيونية عندما يقترب اثنان من الأيونات المتعاكسة من بعضهما البعض ويتصلان، فيتم جذب كل من الأيونات بعضها البعض، ويؤدي ذلك إلى فقدان واكتساب إلكترونات من الغلاف الخارجي لإكمال ثمانيتها، مما يعني الحصول على ثمانية إلكترونات في الغلاف الخارجي. وبعض الأيونات تكون موجبة في الشحنة، في حين يكون لدى البعض الآخر شحنة سالبة، وتكون الأيونات التي تفقد الإلكترونات ذات شحنة موجبة ولديها بروتونات أكثر من الإلكترونات، بينما تحصل الأيونات التي تحصل على إلكترونات ذات شحنة سالبة بدلا من فقدانها ولديها إلكترونات أكثر من البروتونات. وفي الروابط الأيونية، يحدث فقدان أو اكتساب كامل للإلكترونات بين الأيونات.
- الرابطة التساهمية: الرابطة التساهمية هي مشاركة الإلكترونات بين الذرات، ولها غلاف تكافؤ كامل، حيث يوضح تكافؤ الرابطة التساهمية من خلال الغلاف الخارجي للذرة الحاجة إلى الإلكترونات. وتعمل الرابطة التساهمية بشكل مختلف عن الرابطة الأيونية، وتستمر الذرات المشاركة في الرابطة التساهمية من خلال غلاف التكافؤ الخاص بها حتى تتأثر بقوة خارجية وتتم كسرها.
أوجه التشابه بين الروابط الأيونية والتساهمية
- تشارك الإلكترونات في تكوين رابطة أيونية وتساهمية في كل من الرابطتين.
- كلتا الجزيئتين المرتبطتين لديهما قوى جذب بينهما.
- تتبع تقريبًا جميع الجزيئات المستعبدة قاعدة المزدوجة والثمانية.
- كلاً من الروابط الأيونية والتساهمية تمنح العناصر استقراراً.
- في الرابط الكيميائي، تشارك الإلكترونات التكافؤ في الاتصال.
الاختلافات بين الروابط الأيونية والتساهمية
- في الروابط الأيونية، يتم نقل الإلكترونات، بينما في الروابط التساهمية يتتم مشاركة الإلكترونات.
- الرابطة الأيونية تتكون بين المعادن وغير المعادن، بينما الرابطة التساهمية تتكون بين اللافلزات.
- تتميز الرابطة الأيونية بأنها تحدث بين عناصر مختلفة، ولا تتكون من نفس العناصر، بينما تتميز الرابطة التساهمية بأنها تحدث بين العناصر المتشابهة والمختلفة.
- يتم تشكيل الرابطة الأيونية عندما يكون فرق الكهرباء أكثر من 1.7 ويكون فرق السالبية الكهربائية للجزيئات المساهمة أقل من 1.7.
- تختلف الروابط الأيونية عن الروابط التساهمية في أنها لا تحتوي على روابط سيجما وباي، ولكن الجزيئات المرتبطة التساهميا تحتوي على كلا من رابطة سيجما وباي.
- الجزيئات التي تترابط بالأيونات ليس لها صدى، بينما الجزيئات التي تترابط بالتساهم تظهر صدى.
- في الجزيئات الأيونية، لا يوجد اقتران مفرط، بينما تتميز الجزيئات الرابطة التساهمية بهذه الخاصية.
- تتمتع الجزيئات الأيونية المترابطة بجاذبية إلكتروستاتيكية قوية، في حين تتمتع الجزيئات الرابطة التساهمية بجاذبية إلكتروستاتيكية ضعيفة.
- تنحل جزيئات الرابطة الأيونية في المذيبات القطبية، أما جزيئات الرابطة التساهمية فتنحل في المذيبات غير القطبية.
- على الرغم من عدم عضوية الجزيئات الأيونية بطبيعتها، فإن الجزيئات الرابطة التساهمية لها تتميز بطبيعة عضوية وغير عضوية.
- تختلف الجزيئات المترابطة الأيونية عن الجزيئات الرابطة التساهمية في عدم وجود تماثل بينها.
- لا توجد روابط مفردة أو مزدوجة أو ثلاثية في جزيئات الرابطة الأيونية، ولكن يمكن أن تكون الجزيئات الرابطة التساهمية مفردة أو مزدوجة أو ثلاثية.
- الجزيئات الأيونية المترابطة لا تظهر أي تسلسل، ولكن الجزيئات التساهمية العضوية تظهر تسلسلًا (القدرة على تشكيل سلسلة طويلة).