پیوندهای شیمیایی

پیوندهای شیمیایی

به نیرویی که سبب می‌شود تا یون‌ها و مولکول‌ها کنار یکدیگر نگه‌داشته شوند، پیوند شیمیایی گفته می‌شود. پیوندهای شیمیایی که ناشی از ترکیب شدن اتم‌ها هستند درواقع از تغییر آرایش الکترونی حاصل می‌شوند.

انواع پیوندهای شیمیایی:

  • پیوند فلزی:

این پیوندها در فلزات و آلیاژها دیده می‌شود. اتم‌ها در ساختاری سه‌بعدی قرار دارند و الکترون‌های لایه‌ای بیرونی این اتم‌ها آزادانه در سراسر این ساختار حرکت می‌کنند و وظیفه به هم نگه‌داشتن لایه مزبور را به عهده دارد.

 ساختار سه‌بعدی پیوندهای فلزی را به‌مانند ظرفی مملو از چسب در نظر بگیرید که گوی‌هایی در آن جای گرفته‌اند. با ذرات چسب مایع که به‌هم‌پیوسته و در سراسر ظرف پراکنده‌اند به‌منزله الکترون‌های آزاد و گوی‌ها در نقش اتم می‌باشد.

توجیه خواص فلزات با پیوند فلزی:

رسانایی الکتریکی:

جریان الکتریکی درواقع جریان الکترون‌هاست، زمانی که دو سر سیم برق را به یک‌تکه فلز متصل می‌کنیم تعداد زیادی الکترون به سمت قطب مثبت جاری می‌شوند و به‌وسیله‌ی سیم از فلز خارج می‌شوند، این اتفاق باعث کمبود الکترون در فلز می‌شود و الکترون‌های غیرمستقر قسمت‌های دیگر فلز را به سمت خود می‌کشد و الکترون‌های ازدست‌رفته به‌وسیله‌ی جریانی از الکترون‌ها جبران می‌شود، با تکرار این روند جریان الکتریکی ایجاد می‌شود.

رسانایی گرمایی:

دما جنبش الکترون‌های غیرمستقر را افزایش داده و به دلیل پیوستگی این الکترون‌ها، دما به تمام قسمت‌های فلز منتقل می‌شود. درخشندگی و جلای فلزات: تابش نور به الکترون‌های غیرمستقر به‌آسانی باعث برانگیخته شدن آن‌ها می‌شود و بازگشت آن‌ها به حالت پایه باعث تابش نور مرئی می‌شود، بعضی فلزات به این خاطر رنگی متمایز دارند که الکترون‌هایشان حالت‌های ایستاده‌ی متفاوتی نسبت به بقیه‌ی فلزات دارند.

پدیده‌ی فوتوالکتریک:

 انرژی دادن به الکترون‌های غیرمستقر (به‌صورت گرمایی یا تابشی) ممکن است به حدی آن‌ها را برانگیخته کند که آن‌ها را از فلز جدا کرده و در صورت نیاز می‌توان این الکترون‌ها را در مداری به جریان درآورده و جریان الکتریکی تولید کنیم. چکش‌خواری: وقتی ضربه‌ای به فلز وارد می‌شود یون‌های مثبت فلزی در دریای الکترون منفی جابجا می‌شوند اما این دریای الکترون با حفظ پیوستگی یون‌های مثبت فلزی جلوی شکستگی فلز را می‌گیرند.

تعاریف کاربری:

  • شعاع اتمی:

در هر اتم به فاصله‌ی هسته تا حد نهایی حضور الکترون شعاع اتم گفته می‌شود.

  • شعاع واندروالسی:

به نصف فاصله‌ی هسته‌های دو اتم در بلور یک فلز و یا نصف فاصله‌ی هسته‌ی اتم‌های مجاور در مولکول‌های دواتمی شعاع واندروالسی گفته می‌شود.(عکس)

  • شعاع کوالانسی:

نصف فاصله‌ی هسته‌ها در پیوند کوالانسی مولکول‌های دواتمی را شعاع کوالانسی میگویند.

  • پیوند یونی:

پیوندی که بین ذرات مثبت و منفی تشکیل می‌شود از شرایط لازم برای انتقال الکترون از اتمی به اتم دیگر و شکل‌گیری این پیوند این است که یک اتم فلز و راغب به از دست دادن الکترون باشد و دیگری نافلز و ماده‌ی گرفتن الکترون که البته شرایط دمایی نیز مؤثر است.

اتم‌هایی که الکترون به دست می‌آورند و بار منفی دارند آنیون و اتم‌هایی که الکترون ازدست‌داده و بار مثبت پیدا می‌کنند کاتیون نام دارند.

پيوند يوني ممكن است بين فلزات و نافلزات باهم (مانند MgO كه متشكل از یون‌های منیزیم و اکسید است)، بين نافلزات باهم (مانند PCl5 كه در حالت‌جامد متشكل از کاتیون‌های PCl4 یک مثبت و آنیون‌های PCl6 یک منفی است) و بين فلزات باهم (مانند CsAu كه متشكل از یون‌های Cs یک مثبت و Au یک منفی است) مشاهده شود. پيوند يوني معمولاً بين فلزات و نافلزات باهم مشاهده می‌شود. اين مطلب می‌تواند به سهولت كنده شدن الكترون از فلزات و تمايل بالاي نافلزات براي گرفتن الكترون و درنتیجه سهولت ايجاد یون‌ها در تركيبات فلزات و نافلزات باهم نسبت داده شود. به‌عنوان‌مثال در مواد KF, Al2O3, FeCl2, Na2SO4, BaCO3 و ... كه متشكل از فلزات و نافلزات هستند، ما پيوند يوني داريم.

نام‌گذاری ترکیبات حاوی پیوند یونی:

برخي از آنیون‌ها چنداتمی هستند. اين آنیون‌ها معمولاً آنیون‌های اکسیژن‌دار هستند. برخي از اين آنیون‌ها فقط در تعداد اتم‌های اكسيژن تفاوت دارند. اگر دو آنيون تحت اين شرايط داشته باشيم، نام آنيون با تعداد اكسيژن بيشتر، نام غيرفلز با پسوند «ات» است و نام آنيون با تعداد اكسيژن كمتر نام غيرفلز با پسوند «-يت» است. درصورتی‌که تعداد آنیون‌ها بيشتر باشد، از پيشوندهاي هيپو و پر در ترکیب با پسوندهای «-يت» و «-ات» استفاده می‌کنیم. پر براي تركيب با بيشترين تعداد اكسيژن در ترکیب با پسوند «-ات» و هيپو براي تركيب با كمترين تعداد اكسيژن در ترکیب با پسوند «-يت» به كار می‌رود.

در مورد ترکیب‌های شامل یون‌های تك اتمي، نام كاتيون همان نام فلز است و نام آنيون از ريشه انگليسي نام غيرفلز گرفته‌شده و پسوند «-يد» به انتهاي آن اضافه می‌شود.

بيشتر فلزات واسطه و برخي از فلزات اصلي می‌توانند کاتیون‌های با بارهاي مختلف ايجاد نمايند. در اين صورت طبق قواعد نام‌گذاری آيوپاك، بار هر كاتيون به‌صورت عدد رومی داخل پرانتز در جلوي نام فلز ذكر می‌شود.

به‌عنوان‌مثال CuSO4.5H2O مس (II) سولفات پنتا هيدرات ناميده می‌شود.

  • پیوند کوالانسی:

پیوندی است که با اشتراک گذاشتن الکترون‌های لایه ظرفیت اتم‌ها و رسیدن به آرایش پایدار گاز نجیب تشکیل می‌شود. به پیوند کوالانسی اغلب پیوندهای مولکولی گفته می‌شود که مهم‌ترین شرط تشکیل آن وجود اوربیتال تک الکترونی با اسپین مخالف در لایه‌ی ظرفیت است. پیوند کوالانسی بین دو اتم نافلز و یا یک فلز و یک اتم نافلز با اختلاف الکترونگاتیوی کم تشکیل می‌شود

  • الکترونگاتیوی:

تمایل نسبی هسته اتم‌ها برای جذب الکترون‌های پیوندی به سمت هسته خود است.

  • پیوند کوالانسی ناقطبی:

پیوندی است که در آن الکترون‌های پیوندی به‌طور یکنواخت بین دو اتم توزیع‌شده و هیچ‌یک از اتم‌ها بار الکتریکی جزئی مثبت یا منفی ندارند مانند پیوند در مولکول H2

  • پیوند کوالانسی قطبی:

پیوندی است که در آن الکترون‌های پیوندی به‌طور یکنواخت بین دواتم توزیع نمی‌شوند. بنابراین اتم الکترونگاتیو تر بار جزئی منفی و اتم دیگربار جزئی مثبت خواهد داشت مانند پیوند در مولکول HCL

  •    پیوندها با نیروی واندروالسی:

به‌طورکلی نیروی جاذبه‌ای که در مولکول‌های زیر وجود دارد نیروی واندروالسی می‌باشد.

قطبی-قطبی قطبی-ناقطبی ناقطبی-ناقطبی

عوامل مؤثر بر نیروی واندروالسی:

1-قطبیت مولکول: هرچه مولکول قطبی‌تر باشد نیروی واندروالسی بین مولکول‌ها بیشتر است.

2-اندازه مولکول: هرچه مولکول بزرگ‌تر باشد به‌عبارت‌دیگر درجه اول حجم و سپس جرم بیشتری داشته باشد نیروی واندروالس بیشتر خواهد بود.

  • پیوندهای هیدروژنی:

هرگاه اتم هیدروژن در یک ترکیب شیمیایی به یکی از عناصر الکترونگاتیو با شعاع کوچک مانند نیتروژن، اکسیژن و فلوئور متصل باشد، دارای مقدار زیادی بار مثبت می‌شود که می‌تواند با همین اتم‌ها در مولکول‌های دیگر جاذبه‌ای برقرار کند و نوعی نیروی بین‌مولکولی ایجاد نماید که به دلیل قدرت زیاد این نیرو به آن پیوند هیدروژنی میگویند.

معمولاً این پیوند را با نقطه‌چین نمایش می‌دهند.

پیوند هیدروژنی را نمی‌توان پیوند یونی یا کوالانسی در نظر گرفت زیرا انتقال یا اشتراک الکترون صورت نمی‌پذیرد، فقط جاذبه‌ی بارهای ناهمنام بین مولکول‌هاست که خواصی از قبیل افزایش دمای جوش را ایجاد می‌کند.

پیوند هیدروژنی یکی از عوامل مؤثر در توجیه استعداد آب در مقادیر زیاد گرما، کشش سطحی رفتار انبساطی به هنگام انجماد و ... می‌باشد.

  •   پیوند داتیو:

نوعی پیوند کوالانسی است که دران جفت الکترون پیوندی توسط یکی از اتم‌ها به اشتراک گذاشته‌شده و اتم دیگر جفت الکترون را می‌پذیرد.

پیوند داتیو در نحوه‌ی تشکیل با پیوند کوالانسی معمولی تفاوت دارد.

پیوند موجود در مولکول  از نوع داتیو است.

شرط تشکیل پیوند داتیو: پیوند داتیو در حالتی تشکیل می‌شود که یک اتم (در مولکول‌ها به‌عنوان اتم مرکزی) دارای حداقل یک جفت الکترون ناپیوندی در لایه بیرونی خود بوده واتمی دیگر (در مولکول‌ها به‌عنوان اتم مرکزی) حداقل یک اوربیتال خالی در لایه بیرونی خود داشته باشد.

 

گردآورنده: مهندس محمد بهجتی

منبع: جزوه کیفیت آب وفاضلاب- دکتر قارداشی

همچنین شما میتوانید جهت کسب  اطلاعات بیشتر ومشاوره، با کارشناسان شرکت تماس حاصل فرمایید.

tel: 55256411,09124057623

fax: 55256412

 لطفاً مقاله را از لینک زیر دانلود نمایید.

Download this file (پیوند های شیمیایی.pdf)دانلود592 کیلوبایت || دفعات دانلود:321 مرتبه

حتما نگاهی به این مقالات بیندازید

تبلیغات

مخازن سختی گیر
نازل سختی گیر
سختی گیر
سختیگیر رزینی
پکیج های تصفیه فاضلاب خانگی
پکیج های تصفیه فاضلاب صنعتی
پکیج تصفیه فاضلاب
تصفیه فاضلاب
چربی گیر فاضلاب
چربی گیر پساب
چربی گیر پساب فاصلاب
چربی گیر
رزین کاتیونی