المحتويات
معلومات عن جزئ الماء
معلومات عن جزئ الماء … ينتج جزيء الماء عن اتحاد ذرتي هيدروجين بذرة أكسجين واحدة وذلك بواسطة رابطتين تساهميتين قطبيتين نتيجة لوجود فرق في السالبية الكهربائية ملحوظ بين ذرة الأكسجين وذرة الهيدروجين.
يتكون جزيء الماء من روابط تساهمية قطبية.
ولتبسيط الأمر دعنا نبدأ بشرح سريع لعددٍ من المفاهيم الكميائية المُتعلقة بالعبارة السابقة مثل:
- الرابطة التساهمية.
- السالبية الكهربائية.
- الصيغة الكميائية والجزيئية لجزئ الماء الواحد.
ما هي الروابط التساهمية
هي الروابط الكيميائية الناتجة عن تشارك ذرتان لا فلزيتان زوجًا أو أكثر من الإلكترونات.
الروابط التساهمية (بالانجليزية: Covalent bond ) وهي عبارة عن روابط كيميائية تتكوَّن عندما تتشارك ذرتان لا فلزيتان زوجًا أو أكثر من الإلكترونات.
تهدف الروابط التساهمية في المركبات الكميائية إلى تحقيق قاعدة الثمانيات (بالانجليزية: Octet Rule ) التي تُشِير إلى ميل الذرة إلى امتلاك 8 إلكترونات في غلاف التكافؤ وتنص على أنّ:
الذرات الكميائية عادةً ما تنقل الإلكترونات أو تتشاركها؛ لأن هذا يساعدها في الحصول على ثمانية إلكترونات تكافؤ في مستوى الطاقة الخارجي لها، لتصل إلى توزيع إلكتروني مماثل للتوزيع الإلكتروني الخاص بالغازات الخاملة النبيلة.
تعمل قاعدة الثمانيات الكميائية من خلال:
- تشارك الإلكترونات بين الذرات للوصول إلى ثمانية إلكترونات تكافؤ، والوصول إلى توزيع إلكتروني مماثل للتوزيع الإلكتروني لذرة غاز خامل وهو منشأ الروابط التساهمية.
- نقل الإلكترونات بين الذرات للوصول إلى ثمانية إلكترونات تكافؤ، والوصول إلى توزيع إلكتروني مماثل للتوزيع الإلكتروني لذرة غاز نبيل وهو منشأ الروابط الأيونية.
تنقسم الروابط التساهمية إلى نوعين:
- الروابط التساهمية القطبية.
- الروابط التساهمية غير القطبية.
أولًا، الروابط التساهمية القطبية: (بالانجليزية: Polar covalent bond) هي الروابط الكميائية الناتجة عن مشاركة الإلكترونات بين ذرتين مختلفتي النوع.
مثال: الرابطة الكميائية بين الهدروجين والأكسجين في جزيء الماء
معلومات عن جزئ الماء
ثانيًا، الروابط التساهمية غير القطبية: (بالانجليزية: non – Polar covalent bond) هي الروابط الكميائية الناتجة عن مشاركة الإلكترونات بين ذرتين من نفس النوع.
مثال: جزيء الأكسجين O2.
ما هي السالبية الكهربائية
هي قدرة الذرة على جذب زوج إلكترونات الرابطة الكميائية نحوها.
السالبية الكهربائية (بالانجليزية: electronegative) عبارة عن خاصية كميائية تُستخدم لقياس ميل الذرة على جذب إلكترونات الرابطة الكميائية نحوها.
تختلف السالبية الكهربائيية من عنصر لآخر في الجدول الدوري اعتمادًا على موقع العنصر في الجدول الدوري مُقارنة بالعناصر الأخري حيث:
- تزداد قيمة السالبية الكهربائية كلما تحرَّكنا من الطرف الأيسر للجدول الدوري إلى الطرف الأيمن.
- تزداد قيمة السالبية الكهربائية كلما تحرَّكنا من أسفل الجدول الدوري إلى أعلاه.
وقياسًا على ذلك يُعتبر الفلور هو أكثر عناصر الجدول الدوري سالبية كهربائية نظرًا لـ:
- صغر نصف القطر الذري الخاص به.
- وجود عددٍ أقل من الإلكترونات الداخلية به.
يظهر تأثير السالبية الكهربائية فقط في حالة اشتراك ذرتين مُختلفتين في السالبية الكهربائية في رابطة تساهمية واحدة.
مثال توضيحي: عند قولنا أن الذرة B أكبر في السالبية الكهربائية من الذرة A فإننا نعني أن :
- الذرة B قادرة على جذب إلكترونات الرابطة التساهمية الخاصة بها مع الذرة A واكتساب شحنة جزيئية سالبية.
- الذرة A غير قادرة على جذب إلكترونات الرابطة التساهمية الخاصة بها مع الذرة B اكتسابها لشحنة جزيئية موجبة.
لايظهر تأثير السالبية الكهربائية للعناصر في حالة كانت كانت الذرتان متساويتان في السالبية الكهربائية حيث يتساوى كلاهما في وجود نفس الميل لجذب زوج إلكترونات الرابطة.
مثال: الرابطة التساهمية بين ذرتي الأكسجين المكونين لجزيء الأكسجين O2
هل توجد علاقة بين السالبية الكهربية والروابط التساهمية
نعم، توجد علاقة قوية بين السالبية الكهربائية والروابط التساهمية.
تنقسم الروابط التساهمية في المركبات الكميائية اعتمادًا على السالبية الكهربائية بين الذرات المكونة للرابط إلى نوعين:
- الروابط التساهمية القطبية.
- الروابط التساهمية غير القطبية.
أولًا، الروابط التساهمية القطبية: (بالانجليزية: Polar covalent bond) هي الروابط الكميائية الناتجة عن مشاركة الإلكترونات بين ذرتين مختلفتي النوع.
يظهر تأثير السالبية الكهربائية في حالة الروابط التساهمية القطبية نتيجة لاشتراك ذرتين مُختلفتين في السالبية الكهربية في رابطة تساهمية واحدة مما يؤدي إلى:
- ظهور شحنة جزيئية سالبة على الذرة الأعلى في السالبية الكهربائية نتيجة لجذب زوج إلكترونات الرابطة التساهمية جزئيًا
- ظهور شحنة جزيئية موجبة على الذرة الأقل في السالبية الكهربائية نتيجة لسحب زوج إلكترونات الرابطة التساهمية منها جزئيًا.
مثال: الرابطة الكميائية بين الهدروجين والأكسجين في جزيء الماء
ثانيًا، الروابط التساهمية غير القطبية: (بالانجليزية: nonpolar covalent bond) هي الروابط الكميائية الناتجة عن مشاركة الإلكترونات بين ذرتين من نفس النوع.
لا يظهر تأثير السالبية الكهربائية في حالة الروابط التساهمية الغير قطبية نتيجة لاشتراك ذرتين مُتشابهتين في السالبية الكهربائية في رابطة تساهمية واحدة.
مثال: جزيء الأكسجين O2.
تنويه: فرق السالبية الكهربائية بين ذرتين من نفس النوع هو صفر.
جزيء الماء في ضوء المصطلحات الكميائية
الماء جزيء بسيط يتكون من ذرة أكسجين مرتبطة بذرتين هيدروجين مختلفتين ويربطهما معًا رابطة تساهمية قطبية.
ترجع الروابط التساهمية القطبية إلى اشتراك ذرتين مختلفتين في السالبية الكهربائية في رابطة تساهمية واحدة وهما ذرتي الأكسجين والهيدروجين حيث:
- تعمل ذرة الأكسجين على جذب الإلكترونات المشتركة للروابط التساهمية بدرجة أكبر بكثير من ذرات الهيدروجين لتكتسب بذلك شحنة سالبة جزئية (δ−).
- تكتسب كل ذرات الهيدروجين شحنة موجبة جزئية (δ+) نتيجة لميلها لفقد الإلكترونات المشتركة للروابط التساهمية أمام الأكسجين.
المحتويات المرئية المُتاحة الكترونيًا لدراسة جزيء الماء
- الدرس التعليمي المُقدم من قبل منصة مدرسة التعليمية لدراسة الروابط الهيدروجينية الموجودة بين جزيئات الماء.
