الذرة – السندات الذرية/الروابط الذرية
![](/wp-content/uploads/2019/02/22474-004-4A328FF3.jpg?v=1720121927)
روابط ذرية
وبمجرد فهم الطريقة التي يتم بها تجميع الذرات ، يمكن التعامل مع مسألة كيفية تفاعلها مع بعضها البعض – على وجه الخصوص ، كيفية تشكيل الروابط لخلق الجزيئات والمواد العيانية. هناك ثلاث طرق أساسية يمكن أن تشكلها الإلكترونات الخارجية للذرات:
- يمكن نقل الإلكترونات من ذرة إلى أخرى.
- يمكن مشاركة الإلكترونات بين الذرات المجاورة.
- يمكن مشاركة الإلكترونات مع جميع الذرات في المادة.
الطريقة الأولى تؤدي إلى ما يسمى ب رابطة الأيونية. لنأخذ مثالاً على ذرة من الصوديوم ، التي تحتوي على إلكترون واحد في مداره الخارجي ، تقترب من ذرة من الكلور ، لها سبعة ذرات. ولأنه يحتاج إلى ثمانية إلكترونات لملء القشرة الخارجية لهذه الذرات ، يمكن اعتبار ذرة الكلور مفقودة إلكترون واحد. تتبرع ذرة الصوديوم بإلكترون تكافؤ واحد لملء الثقب في قشرة الكلور ، لتشكيل نظام كلوريد الصوديوم عند مستوى طاقة إجمالي أقل.
![رابطة أيونية: كلوريد الصوديوم ، أو ملح الطعام](http://cdn.britannica.com/s:700x450/05/96905-004-CCA02811.jpg)
يطلق على ذرة تحتوي على عدد أكبر أو أقل من الإلكترونات في المدار من البروتونات في نواتها أيون. وبمجرد نقل الإلكترون من غلاف التكافؤ ، ستفقد ذرة الصوديوم إلكترونًا. لذلك سيكون لها شحنة موجبة وتصبح أيون الصوديوم. وفي الوقت نفسه ، فإن ذرة الكلور ، بعد أن اكتسبت إلكترونًا إضافيًا ، ستتحمل شحنة سالبة وتصبح أيونًا كلورًا. القوة الكهربائية بين هذين الأيونات المشحونة بالمعايرة جذابة وتؤمنها معاً. ومركب كلوريد الصوديوم الناتج هو بلورة مكعبة ، ويعرف عادة باسم ملح الطعام العادي.
يتم وصف استراتيجية الترابط الثانية المذكورة أعلاه بواسطة ميكانيكا الكم. عندما تقترب ذرتان من بعضهما البعض ، يمكنهما مشاركة زوج من الإلكترونات الأبعد (يفكر في الذرات كما تقذف الإلكترونات ذهابًا وإيابًا فيما بينها) لتشكيل ذرات. الرابطة التساهمية. تعتبر الروابط التساهمية شائعة بشكل خاص في المواد العضوية ، حيث تحتوي الجزيئات في كثير من الأحيان على سلاسل طويلة من ذرات الكربون (التي تحتوي على أربعة إلكترونات في أصداف التكافؤ الخاصة بها).
وأخيراً ، في بعض المواد ، تتخلى كل ذرّة عن إلكترون خارجي يطفو بحرية ، ومن حيث الجوهر ، يشترك الإلكترون في جميع الذرات داخل المادة. تشكل الإلكترونات نوعًا من البحر حيث تطفو الأيونات الموجبة كالرخام في دبس السكر. وهذا ما يسمى السندات المعدنية ، وكما يوحي الاسم ، هو ما يحمل المعادن معا.
هناك أيضًا طرق للذرات والجزيئات للترابط دون تبادل أو مشاركة الإلكترونات. في العديد من الجزيئات تكون القوى الداخلية بحيث تميل الإلكترونات إلى التكتل في أحد أطراف الجزيء ، تاركة الطرف الآخر بشحنة موجبة. وعمومًا ، لا يمتلك الجزيء شحنة كهربائية صافية ، حيث أن الشحنات الموجبة والسالبة موجودة في أماكن مختلفة. على سبيل المثال ، في الماء (H2O) تميل الإلكترونات إلى قضاء معظم وقتها بالقرب من ذرة الأكسجين ، تاركة منطقة ذرات الهيدروجين بشحنة موجبة. تسمى الجزيئات التي يتم ترتيب رسومها بهذه الطريقة بالجزيئات القطبية. إن ذرة أو أيون تقترب من جزيء قطبي من جانبه السلبي ، على سبيل المثال ، ستختبر قوة كهربائية سالبة أقوى من القوة الكهربائية الإيجابية الأكثر بُعدًا. هذا هو السبب وراء ذوبان العديد من المواد في الماء: يمكن لجزيء الماء القطبي سحب الأيونات من المواد عن طريق ممارسة قوى كهربائية. تحدث حالة خاصة من القوى القطبية فيما يسمى رابطة الهيدروجين. في العديد من الحالات ، عندما يشكل الهيدروجين رابطة تساهمية مع ذرة أخرى ، تتحرك الإلكترونات نحو تلك الذرة ، ويكتسب الهيدروجين شحنة موجبة طفيفة. يجذب الهيدروجين ، بدوره ، ذرة أخرى ، وبالتالي يشكل نوعًا من الجسر بين الاثنين. العديد من الجزيئات الهامة ، بما في ذلك الحمض النووي ، تعتمد على الروابط الهيدروجينية لهيكلها.
![الرابطة التساهمية القطبية في الروابط التساهمية القطبية ، مثل تلك الموجودة بين ذرات الهيدروجين والأكسجين ، لا يتم نقل الإلكترونات من ذرة إلى أخرى كما هي في رابطة أيونية. بدلاً من ذلك ، تقضي بعض الإلكترونات الخارجية وقتًا أطول في المنطقة المجاورة للذرة الأخرى. إن تأثير هذا التشويه المداري هو تحفيز الشباك الإقليمية الصافية التي تمسك الذرات معا ، كما هو الحال في جزيئات الماء.](http://cdn.britannica.com/s:700x450/04/96904-004-C880B85D.jpg)
وأخيراً ، هناك طريقة لتكوين رابطة ضعيفة بين ذرتين محايدين للكهرباء. كان الفيزيائي الهولندي يوهانس فان دير فالس أول من وضع نظرية لهذه السندات في عام 1873 ، ويعرف الآن باسم قوات فان دير فالس. عندما تقترب ذرّتان من بعضهما البعض ، فإن سحابات الإلكترون لديها تمارس قوى قهرية على بعضها البعض ، بحيث تصبح الذرات مستقطبة. في مثل هذه الحالات ، من الممكن أن يتخطى الانجذاب الكهربائي بين نواة ذرة واحدة وإلكترونات الآخر القوى القهرية بين الإلكترونات ، وسيتشكل رابطة ضعيفة. يمكن رؤية مثال واحد لهذه القوة في رصاص قلم الرصاص الجرافيت العادي. في هذه المادة ، يتم احتجاز ذرات الكربون في صفائح بواسطة روابط تساهمية قوية ، لكن الصفائح يتم تثبيتها سويًا فقط بواسطة قوات فان دير فالس. عندما يتم رسم قلم رصاص عبر الورق ، تنفجر قوات فان دير فالس ، وتتخلص من صفائح الكربون. هذا هو ما يخلق خط قلم رصاص مظلم.