بحث عن قوى التجاذب
يتألف المادة من ثلاثة أشكال رئيسية، وهي العناصر والمركبات والمخاليط، والجسيمات التي تتكون من الجزيئات والذرات أو الأيونات. ترتبط الجسيمات بعضها ببعض من خلال قوى متفاوتة، فالقوة كبيرة في الحالة الصلبة وتكون متوسطة في الحالة السائلة، وضعيفة في الحالة الغازية. يمكن ربط هذه القوى التي تربط جسيمات المادة بقوى الترابط بين الجزيئات، ولذلك يمكن التمييز بين الرابطة الكيميائية والترابط بين الجزيئات .
فالروابط الكيميائية غالبًا ما تتكون من روابط قوية ، داخل الجزيء ، أما الترابط بين الجزيئات هو ترابط ضعيف يحدث خارج الجزئ نفسه ، ومن منطلق هذا المفهوم ، يكون لدينا فقط رابطة كيميائية حقيقة واحدة ، وهي هذه الرابطة التساهمية ، فهي الرابطة التي ليس لها أي وجود مادي ، ويتمثل ذلك في المجالات الجزيئية التي تحتوي على الزوج الالكتروني ، وتتكون جميع الروابط الأخرى من روابط بين الجزيئات.
تتضمن ثلاثة أنواع من القوى التي تؤثر على الروابط بين الجزيئات؛ وهي قوى التشتت المعروفة باسم قوى لندن، وقوى التجاذب ثنائية القطبية، وقوى الترابط الهيدروجيني .
أولًا قوى لندن ، المعروفة بقوى فان دير:
فجزيئات الهليوم والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون وبعض الغازات الأخرى ، غير قطبية ، فقوى التجاذب بين الجزيئات موجودة ، بالرغم من حالة الضعف ، ولكنها يمكن قياسها ، وأول من فسر ذلك هو عالم الفيزياء الدنماركي فان دير ، وأعطى عالم الفيزياء الإنجليزي Fritz London، التفسير النظري لها عام 1928م ، لذلك سميت بقوى فان لندن.
وهي تمثل تفاعلا ضعيفا بين الجزيئات غير القطبية نتيجة لحركة الإلكترونات على السطح، مما يجعلها قطبية. وبالتالي، يؤثر الجزيء القطبي على الجزيء المجاور له، مما ينتج عن ذلك توليد شحنة متعارضة لشحنته. ولذلك، تتكون قوى تجاذب ضعيفة لحظية بين الجزيئات، لكنها لا تستمر طويلا وتختفي سريعا. تحدث هذه القوى عندما يتغير توزيع الشحنات الكهربائية بين بعض الجزيئات. تقدر قيمتها في المواد الصلبة بنسبة 1/20 إلى 1/10 من الرابطة الأيونية، وتكون ضعيفة في السوائل. يمكن أن تتواجد هذه القوى بين جزيئات الغازات النبيلة والهالوجينات. وتحدث زيادة في درجة الغليان مع زيادة الكتلة الجزئية.
ثانيًا قوى التجاذب بين الجزيئات ثنائية القطب:
وهي عملية تفاعل بين الجزيئات المتبادلة، ناتجة عن تجاذب الأقطاب المتناقضة في التحميل الكهربائي. تنشأ بين الجزيئات قوى ثنائية القطب، على سبيل المثال، عندما تقترب جزيئات HCL ذات القطبية المزدوجة من بعضها البعض، تظهر تأثيرات التفاعل المتبادل بينهما. يحدث ذلك بسبب تواجه القطب الموجب لجزيئات مع القطب السالب لجزيئات أخرى، مما يؤدي إلى ظهور قوى جذب كهربائية بين الأقطاب المتشابهة. وبالطبع، تكون تلك القوة أضعف من قوى التجاذب الكهربائي في الرابطة الأيونية، وعلى الرغم من ضعفها، إلا أنها تساهم في تماسك الجزيئات ذات القطبية معا، مما يؤدي إلى زيادة درجة الانصهار.
ثالثًا الرابطة الهيدروجينية:
وهي التي تنشأ في كل من الماء السائل والثلج ، بسبب قوى التجاذب الكهربائي بين ذرة الهيدروجين في جزيء ، وذرة الأوكسجين في جزيء أخر ، وفيكون لذرة الهيدروجين القدرة على التمركز ، بين الذرات ” الاوكسجين ” ، والتي تربط بإحداهما عن طريق رابطة تساهمية قطبية وأخرى رابطة هيدروجينية.
توجد هذه الرابطة داخل المركبات التي تتألف من جزيئات، وترتبط بذرة هيدروجين وأخرى برابط تساهمي، وتكون ذات سالبية كهربائية عالية، مثل الكلور والفلور والنيتروجين والأوكسجين. ومن أمثلة هذه المركبات: مركبات الأمونيا (NH3) ومركبات فلوريد الهيدروجين (HF) والماء (H2O). وتحصل هذه المركبات على خصائص فريدة، وعلى الرغم من كونها ضعيفة، فإنها تسبب تغيرات في الخواص الفيزيائية للمركبات.
تعريفات مرتبطة بقوى التجاذب:
الرابطة الأيونية: تنشأ القوى الداخلية بين ذرات المعادن نتيجة حركة الإلكترونات وانتقالها من ذرة إلى ذرة أخرى.
الترابط الأيوني: عبارة عن تجاذب كهربائي قوي ، بين نوعين مختلفين من الأيونات ، مثل الترابط بين أيونات الصوديوم ، وأيونات الكلور ، وملح كلوريد الصوديوم