تختلف القوى بين الجزيئات في كل مركب من المواد ، حيث لا تختلط هذه القوى مع بعضها البعض ، وقد تختلف القوى بين ذرة واحدة وذرة أخرى والذرة الأولى مع ذرة ثالثة أخرى ، تعمل هذه القوة على الاحتفاظ بالمركب في بطريقة معينة وبقوة معينة تختلف عن الأخرى ، لذلك هناك قوى تشتت وثنائي القطب ورابطة هيدروجينية ويجب علينا أيضًا دراسة قانون فان دير فالس جيدًا.
عناوين
قوى الترابط بين الذرات
القوة التي تربط الذرات معًا هي القوى الموجودة بالفعل بين الذرات ، وتختلف هذه القوى عن غيرها ، ولا تختلط مع بعضها البعض. الجزيء نفسه ولكنه مهم جدًا لأن هذه القوى هي التي تسبب ثنائي القطب وثنائي القطب الأيوني.
قوى القطبين
تختلف قوى التشتت وقوى ثنائي القطب ، حيث تعتبر القوى ثنائية القطب قوى لها شحنتان سالبتان وموجبتان ، ويتم توزيع الإلكترونات بالتساوي بين الذرات في الجزيء ، ولكن هناك بعض العناصر الأقرب إلى الإلكترونات من العناصر الأخرى ويمكن أن يدور حول الذرة أكثر.
الجزيء القطبي هو جزيء له جانب موجب وجانب سلبي. القوة ثنائية القطب هي ما يحدث عندما ينجذب القطب السالب إلى القطب الموجب لجزيء آخر ، مما يشكل هذه الرابطة التي تقع فيها الجزيئات على مسافة قريبة.
القوى الأيونية ثنائية القطب
قوة أيون ثنائي القطب هي القوة بين أيون وجزيء ثنائي القطب. الأيون هو ذرة تفقد أو تكتسب إلكترونًا واحدًا أو أكثر ، لذلك يمكن أن يكون لها علامة سالبة أو موجبة. الأيون الموجب هو ذرة فقدت إلكترونًا واحدًا أو أكثر ، لذا فإن عدد الإلكترونات أقل من عدد البروتونات ، مما يجعلها أيونًا موجبًا ، بينما الأيون السالب هو العكس ، وهي الذرة التي اكتسبت إلكترونًا واحدًا. أو أكثر من الإلكترونات ، وبالتالي فإن عدد الإلكترونات أكبر من عدد البروتونات ، مما يجعلها أيونًا سالبًا.
الجزيء ثنائي القطب له شحنة موجبة طفيفة وشحنة سالبة طفيفة ، والأيونات لها شحنة سالبة أو موجبة. القوة الأيونية هي التي تربط الأيونات ببعضها البعض ، لذا يمكنها جذب الكاتيونات إلى الجانب السالب للجزيء القطبي والأنيونات إلى الجانب الموجب.
رابطة الهيدروجين
رابطة الهيدروجين هي ببساطة الرابطة التي تسبب التجاذب بين الهيدروجين الموجب للجزيء أو الذرة السالبة من الطرف الآخر. تعتبر رابطة الهيدروجين من بين القوى ثنائية القطب. هناك فرق في الجهد الكهربائي لذرات الهيدروجين وذرات أخرى مثل الأكسجين أو النيتروجين والعديد من الذرات الأخرى. يمكن أن تكون قريبة جدًا من الإلكترونات المشتركة ، والهيدروجين في هذه الحالة موجب الشحنة. ذرات الهيدروجين صغيرة جدًا ، لذا يمكنها بسهولة الاقتراب من الذرات الأخرى التي تعتبر كبيرة الحجم. غالبًا ما يتم تمثيل الرابطة الهيدروجينية بالخط المنقط بين الهيدروجين والزوج غير المشترك للسلبية الكهربية للذرة الأخرى.
التفاعلات الجزيئية والطاقات
هناك العديد من التفاعلات التي تحدث بين الجزيئات وتوجد طاقات عديدة منها:
- تفاعلات الشحن / غير القطبية
- تفاعلات ثنائي القطب
- التفاعلات التي يسببها القطبين
- التفاعلات ثنائية القطب / غير القطبية
- روابط هيدروجينية
- تفاعلات أيون ثنائي القطب
- تفاعلات ثنائي القطب المستحثة بالأيونات
- التفاعلات الأيونية
- التفاعلات بين ذرتين متعادلتين غير قطبيتين[1]
الفرق بين الرابطة الهيدروجينية وثنائي القطب
- تكون الروابط التساهمية القطبية عندما يكون للذرات شحنة جزئية متساوية ولكن الاتجاه المعاكس ، بمعنى آخر ، ترتبط الذرات وتنتج ثنائي القطب. الأقطاب الكهربائية قريبة من السلبية.
- تحتوي نهاية ثنائي القطب على جزء صغير من شحنة الإلكترون ، وفي هذه الحالة يكون ثنائي القطب أضعف من التفاعلات بين الأيونات.
- تنخفض التفاعلات الجذابة بين ثنائيات الأقطاب بشكل أسرع مع زيادة المسافات مقارنة بالمسافات الأيونية ، حيث تتناسب الطاقة بين الأيونات مع مقلوب المسافة بين الأيونات. عندما تتضاعف المسافة ، تنخفض القوة الجذابة بمقدار النصف في المقابل.
- تتناسب الطاقة في التفاعلات الثنائية مع مقلوب المسافة بين الأيونات المرفوعة للأس ثلاثة ، مما يجعل القوة عند زيادة المسافة تقل بمقدار 8 مرات ، وهذه نسبة كبيرة.
- المواد مثل حمض الهيدروكلوريك مرتبطة جزيئيًا ببعضها البعض من خلال تفاعلات ثنائية القطب عند درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي لضغط جوي واحد. يعتبر غاز.
- ولكن يتم تصنيع كلوريد الصوديوم من خلال التفاعلات التي ينتج عنها مادة صلبة عالية الذوبان.
- تزداد قوى التفاعلات بين الجزيئات عن طريق زيادة عزم ثنائي القطب.
قوات تفريق لندن
- من خلال النظر في التفاعلات بين الجزيئات القطبية ، مع الأخذ في الاعتبار العوامل الأخرى ، من الممكن فهم الجزيئات غير القطبية مثل: البروم والبنزين والهكسان ، لأنها سوائل في درجات الحرارة العادية ، ويعتبر اليود والنفثالين مواد صلبة في الوضع الطبيعي درجات الحرارة ، وكذلك الغازات النبيلة يمكن تسييلها في درجات الحرارة العادية. منخفض أو من خلال ضغوط عالية.
- من الضروري أن نسأل عن القوة الموجودة بين الجزيئات غير القطبية أو الذرات ، والإجابة على هذا السؤال قدمها فريتز لندن ، عالم فيزياء ألماني كان يعمل في الولايات المتحدة عام 1930. اقترح هذا العالم أن التقلبات تحدث الجزيئات غير القطبية في الإلكترونات داخل الذرات ، ويمكن أن يكون سبب تكوين لحظات ثنائية القطب لحظية لفترة زمنية قصيرة يسمى في هذه الحالة قوى تشتت الوادي غير القطبية.
- على سبيل المثال ، ذرات الهيليوم المجاورة ، يتم توزيع إلكترونات كل ذرة بشكل موحد وموحد حول النواة ، ولكن من خلال حركة الإلكترونات الثابتة ، يتم توزيع الإلكترونين بشكل عشوائي في الذرة وبشكل غير متماثل في أي لحظة من الوقت وهذا ما يسمى بـ عزم ثنائي الاقطاب.
- يمكن أيضًا ملاحظة هذه اللحظة من خلال ذرة واحدة وهذا يظهر في التفاعل مع الإلكترونات المجاورة للذرة حيث يتم سحب النهاية الإيجابية لثنائي القطب اللحظي أو صدها من خلال الطرف السالب.
تعتبر دراسة الاختلاف بين قوى التشتت وثنائية القطبية والترابط الهيدروجيني من الأشياء المهمة جدًا في الكيمياء العضوية ، حيث تُعرف القوى التي تربط الجزيئات ببعضها البعض وقوة كل رابطة وللتأكد من أن الرابطة الهيدروجينية هي رابطة بين الهيدروجين وأي عنصر آخر. التفاعلات التي تحدث بين الجزيئات أو بين الذرات وبعضها البعض لمعرفة القوى التي تنتج ومتى يتم إنتاجها. يجب أيضًا تحديد الإشارات الإيجابية والسلبية في المركبات المتعلقة بالروابط المذكورة.[2]
