ما هي أنواع وخصائص الروابط الكيميائية؟

تميل الذرات إلى ترتيب نفسها في أكثر الأنماط استقرارًا، مما يعني أن لديها ميلًا لإكمال أو ملء مداراتها الإلكترونية الخارجية. ينضمون مع ذرات أخرى للقيام بذلك. سنتناول في هذا المقال، الحديث عن الروابط الكيميائية وخصائصها وأنواعها بالتفصيل.

ما هي الروابط الكيميائية

يشار إلى القوة التي تربط الذرات معًا في مجموعات تُعرف بالجزيئات باسم الرابطة الكيميائية. يعتبر الترابط الكيميائي أحد أساسيات الكيمياء التي تشرح مفاهيم أخرى مثل الجزيئات والتفاعلات. بدونها ، لن يكون العلماء قادرين على تفسير سبب انجذاب الذرات لبعضها البعض أو كيفية تكوين النواتج بعد حدوث تفاعل كيميائي. (1)

كيف تشكل الروابط الكيميائية

إن الذرات المُفردة دائمًا في حاجة إلي الاستقرار؛ لذلك تبحث دائمًا عن روابط كيميائية من أجل تحقيق هذا الثبات والاستقرار من خلال الروابط التساهمية (تساهم وتشارك كل ذرة بعدد من الإلكترونات وفقًا لاحتياجها) أو من خلال الفقد (+)والأخذ (-) وما تُسمّي ب ( الروابط الأيونية +-). 

خصائص الروابط الكيميائية

• الطاقة: تتمثل في القدرة أو الطاقة التي يتم استهلاكها من أجل تفكيك الرابطة بين الذرات.
• الترتيب: يتمثل في ترتيب الذرات فيما بينها داخل الجزيء ويساهم في تعيين عدد الأزواج المستخدمة في المركب، فكلما زاد عدد الذرات، زادت قوة الرابطة والجزيء أيضًا. 
• القطبية: تتمثل في مدي انجذاب الغمامة الالكترونية باتجاه الذرات، كلما انجذبت لها؛ فكلما زادت القطبية.
• الطول: طول الرابطة يتمثل في المسافة بين نواتي الذرتين، فكلما زادت المسافة، فكلما قلّت قوة الرابطة. (2)

أنواع الروابط الكيميائية

١. الروابط الأيونية

• إن الترابط الأيوني يشمل عملية نقل الإلكترون من ذرة إلي أخري؛ بحيث تكتسب ذرة واحدة إلكترونًا، بينما تفقد ذرة واحدة أخري إلكترونًا.
• يحمل أحد الأيونات الناتجة شحنة سالبة (أنيون anion)، والأيون الآخر يحمل شحنة موجبة (كاتيون cation)؛ لأن الشحنات المعاكسة تتجاذب، وتتحد الذرات معًا لتشكيل وتكوين جزيء أيوني مكون من شقّين (الموجب والسالب).
• يُعد NaCl من أشهر المركبات التي تحتوي على ترابط أيوني، ف الصوديوم Na+ يتمثل في الشق الموجب الذي يفقد إلكترون ليتم إعطائه للكلور السالب ( CL -) ليتحدا سويًا مكونين جزيء كلوريد الصوديوم NaCL.

  

يمكنك الاطلاع أيضًا على: اجابة لـماهو الاسم العلمي لملح الطعام

٢. الروابط التساهمية

• هي الروابط التي تساهم مع بعضها البعض في تكوين وتشكيل جزيء، وهي من أكثر الروابط شيوعًا.
• تنقسم إلي نوعين وهما الرابطة التساهمية القطبية والغير قطبية أو الروابط الهيدروجينية. (3)

٣. الروابط التساهمية القطبية

• قد يحدث العديد من عوامل الجذب المختلفة للإلكترونات في الرابطة التساهمية لذرتان متحدتان؛ مما ينتج شحنة غير متساوية التوزيع؛ هذه النتيجة تُعرف باسم الرابطة القطبية.

• إنها حالة وسيطة بين الترابط الأيوني والتساهمي؛ حيث يكون أحد طرفي الجزيء مشحونًا سالبًا قليلاً والطرف الآخر مشحون بشحنة إيجابية قليلاً.

• يشار إلى هذه الاختلالات الطفيفة في توزيع الشحنة في الشكل برموز دلتا الصغيرة مع شحنة مرتفعة (+ أو -).

• من الأمثلة المشهورة للروابط القطبية (polar)  هي الماء H2O ،  حيث يرتبط جزيء الماء بداخله بروابط تساهمية قطبية.

٤. الروابط الهيدروجينية

•  الترابط الهيدروجيني هو تفاعل يتضمن ذرة هيدروجين تقع بين زوج من الذرات الأخرى التي لها انجذاب كبير للإلكترونات.
• إن هذه الرابطة الهيدروجينية أضعف من الرابطة الأيونية أو الرابطة التساهمية؛ ولكنها أقوى من قوى فانديرفال vanderval.
• يمكن أن توجد روابط هيدروجينية بين الذرات في جزيئات مختلفة أو في أجزاء من نفس الجزيء.
• مثال على ذلك، ترتبط ذرة فلور أو نيتروجين أو أكسجين ارتباطًا تساهميًا بذرة هيدروجين (―FH ، ―NH ، أو ―OH).

يمكنك الاطلاع أيضًا على: حفّازات كيميائية بكلفة منخفضة تعزز استخلاص الهيدروجين من الماء

٥. الروابط الفلزية أوالمعدنية

• الرابطة الفلزية أوالمعدنية هي القوة التي تربط الذرات ببعضها البعض في المادة المعدنية المستخدمة.
• تتكون هذه المادة الصلبة من ذرات معبأة بشكل وثيق.
• يتداخل الغلاف الإلكتروني الخارجي -في معظم الحالات- لكل ذرة من الذرات المعدنية مع عدد كبير من الذرات المجاورة؛ نتيجة لذلك، تتحرك إلكترونات التكافؤ باستمرار من ذرة إلى أخرى ولا ترتبط بأي زوج محدد من الذرات.
•  فإن إلكترونات التكافؤ في المعادن، على عكس تلك الموجودة في المواد المترابطة تساهميًا، غير ساكنة أو ثابتة، ولها القدرة على التحرك بحرية نسبيًا في جميع أنحاء البلورة بأكملها.
• تصبح الذرات التي تتركها الإلكترونات وراءها أيونات موجبة، ويؤدي التفاعل بين هذه الأيونات وإلكترونات التكافؤ إلى نشوء قوة التماسك أو الارتباط التي تربط البلورة المعدنية معًا. (3)

المراجع

1.  Cengage Learning, Donald R. Askeland, Pradeep P. Fulay, Wendelin J. Wright, “The Science and Engineering of Materials”, 6th Version, 2010, Pages 34, 35, 37, 38.
2. John Wiley and the Children, William Callister, Jr., “Materials Science and Construction Presentation,” 7th edition, 2007, pages 24, 25, 26, 27, 28, 29.
3. 4 Types of Chemical Bonds. Dummies. Retrieved January 4, 2021, from https://www.dummies.com/education/science/anatomy/4-types-of-chemical-bonds/