أنواع الروابط الكيميائية

أنواع الروابط الكيميائية

تحتاج الذرات إلى تكوين روابط كيميائية مع الذرات الأخرى للوصول إلى حالة الاستقرار، وتختلف الذرات في حاجتها إلى الروابط، فمنها ما يحتاج الرابطة لاكتساب أو خسارة أو مشاركة الإلكترونات؛ بهدف جعل غلاف تكافؤها يتكون من 8 إلكترونات، وتشمل أنواع الروابط الكيميائية التالي:

الروابط الأيونية

تتشكل الروابط الأيونية بين العناصر التي لها شحنات معاكسة، حيث تتكون الأيونات عندما تفقد الذرة إلكتروناً أو تكتسبه، ويجعلها ذلك أكثر استقراراً، والأيونات الموجبة التي تتشكل بسبب فقدان الإلكترونات تسمى كاتيونات، أما الأيونات السالبة التي تتشكل عن طريق اكتساب الإلكترونات تسمى أنيونات.

نقل الإلكترون

تسمى حركة الإلكترون باسم نقل الإلكترون، ولإنشاء الرابطة الأيونية يجب نقل الإلكترونات بين الذرات، فعلى سبيل المثال، يحتوي عنصر الصوديوم (Na) على إلكترون واحد فقط في غلافه الخارجي، لذلك فهو يميل إلى فقد هذا الإلكترون، بدلاً من استقبال 7 إلكترونات أخرى، وعندما يفقد هذا الإلكترون يترك شحنة موجبة قدرها ( 1)، ويسمى بأيون الصوديوم، ومن ناحية أخرى، يحتوي الكلور (Cl) على 7 إلكترونات في غلافه الخارجي، لذلك فهو يميل إلى اكتساب إلكترون واحد، مما يجعله ذو شحنة سالبة (-1)، ويسمى بأيون الكلوريد.

مثال على الروابط الأيونية

تترابط أيونات الصوديوم الموجبة، مع أيونات الكلوريد السالبة، من خلال فقد الصوديوم لإلكترون واحد، وإعطائه للكلور، وذلك لتكوين كلوريد الصوديوم، أو ما يُسمى بملح الطعام.

الروابط التساهمية

تعتبر الروابط التساهمية من أقوى الروابط الكيميائية وأكثرها شيوعاً، وتتشكل عندما يتشارك عنصران بإلكترون واحد، كما تتشكل هذه الروابط بين العناصر الموجودة في خلايا جسم الإنسان، وتعتبر هذه الروابط أقوى من الروابط الأيونية، ولا تتفكك في الماء.

مثال على الروابط التساهمية

تعتبر الرابطة بين ذرات الهيدروجين والأكسجين أشهر مثال للروابط التساهمية، حيث يرتبط الهيدروجين مع الأكسجين لتشكيل جزيء الماء من خلال مشاركة إلكترون واحد لملء الغلاف الخارجي لذرة الأكسجين، والتي تحتاج إلى إلكترونين من ذرتين من الهيدروجين، ولذلك فإن جزيء الماء يتكون من ذرة أكسجين واحدة، وذرتين من الهيدروجين، و يوجد نوعان من الروابط التساهمية، وهما القطبية وغير القطبية، وفيما يلي شرح لكل نوعٍ منهما:

الروابط التساهمية القطبية

تُعرف الروابط التساهمية القطبية بالروابط التي تتقاسم فيها الذرات الإلكترونات بشكل غير متساوٍ، وذلك بسبب انجذاب الإلكترونات إلى نواة إحدى الذرات، وهذا ما يعرف يُعرف بالسالبية الكهربية، وتجذب الذرات التي لها سالبية كهربية عالية الإلكترونات إليها، مما يسبب شحنة جزئية، إما سالبة، أو موجبة، وتعرف باسم ثنائي القطب، علاوة على ذلك، يعتبر جزيء الماء مثال على هذا النوع من الروابط، حيث يعتبر الأكسجين أعلى سالبية كهربية من الهيدروجين، ولذلك تبقى الإلكترونات بالقرب من نواة الأكسجين.

الروابط التساهمية غير القطبية

تتشكل الروابط التساهمية غير القطبية بين ذرتين من نفس العنصر، أو بين عناصر مختلفة لها نفس السالبية الكهربية، فعلى سبيل المثال، يعتبر غاز الميثان غير قطبي، وذلك لأن السالبية الكهربية للكربون والهيدروجين متساوية تقريباً، لذلك تتكون بينهم روابط تساهمية غير قطبية.

الروابط الهيدروجينية

تتكون الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء، حيث تنجذب ذرة الهيدروجين إلى ذرة الأكسجين في المركب المجاور لها، مما يؤدي إلى ترابط جزئين من الماء مع بعضهما البعض، وتعتبر هذه الروابط ضعيفة جداً، ولكنها قوية بشكل كافي لتكوين الماء، وتشمل خصائص عديدة، مثل التوتر السطحي العالي، والحرارة النوعية، وحرارة التبخر، وتبرز أهميتها في تحديد وتضاعف جزيئات الحمض النووي .

قوى فان دير فالس

تعد قوى فان دير فالس ضعيفة مثل الروابط الهيدروجينية، وتتشكل بين الذرات القطبية المرتبطة تساهمياً في جزيئات مختلفة، بسبب الشحنات الجزيئية المؤقتة التي تتشكل عندما تتحرك الإلكترونات حول النواة، و يزداد الترابط بين الجزيئات عندما تكون المسافة بينهم قصيرة، أو عندما تكون قريبة من بعضها البعض، كما أنها لا تعتمد على درجات الحرارة، وتتصف المواد الصلبة التي تربطها قوى فان دير فالس بدرجة غليان منخفضة، بينما تتصف المواد الصلبة التي ترتبط بواسطة الروابط التساهمية أو الأيونية بدرجة غليان عالية.

أمثلة على قوى فان دير فالس

تعتبر قوى الترابط التي تحدث في جزيئات البروتين من أشهر الأمثلة على قوى فان دير فالس، فهي تساعد في ربط جزيئات البروتين وجزيئات المواد الأخرى من المحلول، أو أسطح الخلايا.