ለምንድነው አተሞች እርስበርስ ተጣምረው ሞለኪውሎችን ይፈጥራሉ? ሙሉ ለሙሉ የተለያዩ የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን አተሞች የሚያካትቱ ንጥረ ነገሮች ሊኖሩ የሚችሉበት ምክንያት ምንድን ነው? እነዚህ የዘመናዊ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ሳይንስ መሰረታዊ ፅንሰ-ሀሳቦችን የሚነኩ ዓለም አቀፍ ጉዳዮች ናቸው። አንተ ውህዶች መካከል አብዛኞቹ ክፍሎች የሚሆን መሠረታዊ መሠረት ነው ያለውን covalent ቦንድ, ባህርያት ማወቅ, ስለ አቶሞች ኤሌክትሮኒክ መዋቅር በተመለከተ አንድ ሐሳብ ያለው, እነሱን መመለስ ይችላሉ. የጽሑፋችን አላማ የተለያዩ አይነት ኬሚካላዊ ቦንዶችን እንዴት እንደሚፈጥሩ እና በሞለኪውሎቻቸው ውስጥ ስላሉት ውህዶች ባህሪያት ባህሪያት ማወቅ ነው።
የአተም ኤሌክትሮኒክ መዋቅር
የቁስ አካል የሆኑት መዋቅራዊ አካሎች የሆኑት የፀሃይ ስርአትን አወቃቀር የሚያንፀባርቅ መዋቅር አላቸው። ፕላኔቶች በማዕከላዊው ኮከብ - በፀሐይ ዙሪያ እንደሚሽከረከሩ ፣ በአተም ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች በአዎንታዊ ኃይል በተሞላው ኒውክሊየስ ዙሪያ ይንቀሳቀሳሉ ። መለያ ለማድረግበተዋሃደ ትስስር ውስጥ፣ በመጨረሻው የኃይል ደረጃ ላይ የሚገኙት ኤሌክትሮኖች እና ከኒውክሊየስ በጣም ርቀው የሚገኙት ኤሌክትሮኖች ጉልህ ይሆናሉ። ከራሳቸው አቶም መሃከል ጋር ያላቸው ግንኙነት አነስተኛ ስለሆነ በሌሎች አተሞች ኒውክሊየስ በቀላሉ ሊሳቡ ይችላሉ። ይህ ወደ ሞለኪውሎች መፈጠር የሚያመሩ የኢንተርአቶሚክ ግንኙነቶች መከሰት በጣም አስፈላጊ ነው. ለምንድነው ሞለኪውላር ቅርፅ በፕላኔታችን ላይ የቁስ አካል ዋና አይነት የሆነው? እንወቅ።
የአተሞች መሰረታዊ ንብረት
በኤሌክትሪካል ገለልተኛ የሆኑ ቅንጣቶች መስተጋብር መፍጠር ወደ ጉልበት መጨመር የሚያመራቸው በጣም አስፈላጊ ባህሪያቸው ነው። በእርግጥ, በተለመደው ሁኔታ ውስጥ, ሞለኪውላዊው ሁኔታ ከአቶሚክ ሁኔታ የበለጠ የተረጋጋ ነው. የዘመናዊው የአቶሚክ እና ሞለኪውላር ንድፈ ሃሳብ ዋና ድንጋጌዎች ሁለቱንም የሞለኪውሎች አፈጣጠር መርሆችን እና የኮቫለንት ቦንድ ባህሪያትን ያብራራሉ። ያስታውሱ የአቶም ውጫዊ የኃይል መጠን ከ 1 እስከ 8 ኤሌክትሮኖች ሊይዝ ይችላል, በኋለኛው ጊዜ ሽፋኑ ይጠናቀቃል, ይህም ማለት በጣም የተረጋጋ ይሆናል. ክቡር ጋዞች አተሞች እንዲህ ያለ ውጫዊ ደረጃ መዋቅር አላቸው: argon, krypton, xenon - D. I. Mendeleev ሥርዓት ውስጥ እያንዳንዱ ክፍለ ጊዜ የሚያጠናቅቁ inert ንጥረ ነገሮች. እዚህ ልዩነቱ ሄሊየም ነው, እሱም 8 ሳይሆን በመጨረሻው ደረጃ 2 ኤሌክትሮኖች ብቻ ናቸው. ምክንያቱ ቀላል ነው-በመጀመሪያው ጊዜ ውስጥ አተሞች አንድ ኤሌክትሮን ሽፋን ያላቸው ሁለት ንጥረ ነገሮች ብቻ ናቸው. ሁሉም ሌሎች የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ከ 1 እስከ 7 ኤሌክትሮኖች በመጨረሻው ያልተጠናቀቀ ንብርብር ላይ አላቸው. እርስ በርስ በመግባባት ሂደት ውስጥ አተሞች ይሆናሉበኤሌክትሮኖች እስከ አንድ ጥቅምት ድረስ ለመሞላት ይሞክሩ እና የማይነቃነቅ ኤለመንት አቶም ውቅርን ወደነበረበት ይመልሱ። እንዲህ ዓይነቱ ሁኔታ በሁለት መንገዶች ሊገኝ ይችላል-የራሱን በማጣት ወይም የውጭ አሉታዊ አሉታዊ ቅንጣቶችን በመቀበል. እነዚህ የመስተጋብር ዓይነቶች ionክ ወይም ኮቫለንት ቦንድ በምላሽ አተሞች መካከል መፈጠሩን እንዴት መወሰን እንደሚቻል ያብራራሉ።
የተረጋጋ የኤሌክትሮኒክስ ውቅር ምስረታ ዘዴዎች
ሁለት ቀላል ንጥረ ነገሮች ወደ ውህዱ ምላሽ ውስጥ እንደሚገቡ እናስብ፡- ሜታሊክ ሶዲየም እና ጋዝ ክሎሪን። የጨው ክፍል ንጥረ ነገር ይመሰረታል - ሶዲየም ክሎራይድ. የ ion አይነት ኬሚካላዊ ትስስር አለው. ለምን እና እንዴት ሊሆን ቻለ? እንደገና ወደ መጀመሪያዎቹ ንጥረ ነገሮች አተሞች አወቃቀር እንመለስ። ሶዲየም በመጨረሻው ንብርብር ላይ አንድ ኤሌክትሮኖል ብቻ ነው ያለው, በአተም ትልቅ ራዲየስ ምክንያት በደካማ ሁኔታ ከኒውክሊየስ ጋር የተያያዘ ነው. ሶዲየምን ጨምሮ የሁሉም አልካሊ ብረቶች ionization ኃይል ዝቅተኛ ነው። ስለዚህ የውጭው ደረጃ ኤሌክትሮኖች የኃይል ደረጃውን ይተዋል, በክሎሪን አቶም ኒውክሊየስ ይሳባሉ እና በቦታ ውስጥ ይቀራሉ. ይህ የ Cl አቶም ወደ አሉታዊ ክስ ion መልክ ለመሸጋገር ቅድመ ሁኔታን ይፈጥራል። አሁን ከኤሌክትሪክ ገለልተኛ ቅንጣቶች ጋር እየተገናኘን አይደለም፣ ነገር ግን ከተሞሉ የሶዲየም cations እና ክሎሪን አኒየኖች ጋር እየተገናኘን ነው። በፊዚክስ ህጎች መሠረት ኤሌክትሮስታቲክ የመሳብ ኃይሎች በመካከላቸው ይነሳሉ ፣ እና ውህዱ ionክ ክሪስታል ጥልፍልፍ ይፈጥራል። በእኛ ግምት ውስጥ የምንመለከተው የአይኦኒክ አይነት ኬሚካላዊ ቦንድ የመፈጠር ዘዴ የኮቫልንት ቦንድ ልዩ እና ዋና ባህሪያትን የበለጠ ግልጽ ለማድረግ ይረዳል።
የተጋሩ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች
አዮኒክ ቦንድ በኤሌክትሮኔጋቲቭነት ውስጥ በጣም በሚለያዩ ንጥረ ነገሮች ማለትም በብረታ ብረት እና በብረታ ብረት ያልሆኑ አተሞች መካከል ከተፈጠረ የኮቫልንት አይነት ተመሳሳይ ወይም የተለያዩ ብረት ያልሆኑ ንጥረ ነገሮች ሲገናኙ ይታያል። በመጀመሪያው ጉዳይ ላይ ስለ ዋልታ ያልሆነ እና በሌላኛው ደግሞ ስለ ኮቫለንት ትስስር የዋልታ ቅርጽ ማውራት የተለመደ ነው. የእነሱ አፈጣጠር ዘዴ የተለመደ ነው-እያንዳንዱ አተሞች በከፊል ኤሌክትሮኖችን ለጋራ ጥቅም ይሰጣሉ, እነዚህም ጥንድ ጥንድ ይጣመራሉ. ነገር ግን ከአቶሞች ኒውክሊየስ አንጻር የኤሌክትሮን ጥንዶች የቦታ አቀማመጥ የተለየ ይሆናል። በዚህ መሠረት የኮቫለንት ቦንዶች ዓይነቶች ተለይተዋል - ያልሆኑ የዋልታ እና የዋልታ. ብዙ ጊዜ፣ ብረት ያልሆኑ ንጥረ ነገሮች አተሞች ባካተቱ ኬሚካላዊ ውህዶች ውስጥ ኤሌክትሮኖችን ያቀፉ ጥንዶች ተቃራኒ ሽክርክሪት ያላቸው ማለትም በተቃራኒ አቅጣጫ የሚሽከረከሩ ኒውክሊዮቻቸው ናቸው። በጠፈር ውስጥ አሉታዊ የተከሰሱ ቅንጣቶች እንቅስቃሴ ወደ ኤሌክትሮን ደመናዎች መፈጠር ስለሚመራ ይህም በመጨረሻ እርስ በርስ መደራረብ ያበቃል. ይህ ሂደት ለአተሞች የሚያስከትለው መዘዝ ምንድን ነው እና ወደ ምን ያመራል?
የጋራ ትስስር አካላዊ ባህሪያት
በሁለት መስተጋብር አተሞች ማዕከሎች መካከል ባለ ሁለት ኤሌክትሮን ዳመና ከፍተኛ ጥግግት አለ። በአሉታዊ በሆነ መልኩ በተሞላው ደመና እና በአተሞች መካከል ያለው ኤሌክትሮስታቲክ የመሳብ ሃይሎች ይጨምራሉ። የኃይል የተወሰነ ክፍል ይለቀቃል እና በአቶሚክ ማዕከሎች መካከል ያለው ርቀት ይቀንሳል. ለምሳሌ በሞለኪውል መፈጠር መጀመሪያ ላይ H2 በሃይድሮጂን አተሞች ኒውክሊየስ መካከል ያለው ርቀት1.06 A ነው, ከደመናዎች መደራረብ በኋላ እና የጋራ ኤሌክትሮኖች ጥንድ ከተፈጠሩ በኋላ - 0.74 ሀ. ከላይ በተጠቀሰው ዘዴ መሰረት የተፈጠረ የኮቫለንት ቦንድ ምሳሌዎች በቀላል እና በተወሳሰቡ ኦርጋኒክ ባልሆኑ ንጥረ ነገሮች መካከል ሊገኙ ይችላሉ. ዋናው የመለየት ባህሪው የተለመዱ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች መኖር ነው. በውጤቱም በአተሞች መካከል ለምሳሌ በሃይድሮጅን መካከል ያለው የጋርዮሽ ትስስር ከተፈጠረ በኋላ እያንዳንዳቸው የኢነርት ሂሊየም ኤሌክትሮኒካዊ ውቅር ያገኛሉ እና የተገኘው ሞለኪውል የተረጋጋ መዋቅር አለው.
የሞለኪውል ቦታ ቅርፅ
ሌላኛው በጣም አስፈላጊ የሆነ የኮቫለንት ቦንድ አካላዊ ንብረት አቅጣጫ ነው። በንጥረ ነገር ሞለኪውል የቦታ አቀማመጥ ላይ የተመሰረተ ነው. ለምሳሌ፣ ሁለት ኤሌክትሮኖች ከሉላዊ ደመና ጋር ሲደራረቡ፣ የሞለኪዩሉ ገጽታ መስመራዊ ነው (ሃይድሮጂን ክሎራይድ ወይም ሃይድሮጂን ብሮሚድ)። የውሃ ሞለኪውሎች ቅርፅ፣ s- እና p-clouds የሚዳቀሉበት፣ ማዕዘን ነው፣ እና በጣም ጠንካራ የጋዝ ናይትሮጅን ቅንጣቶች ፒራሚድ ይመስላሉ።
የቀላል ንጥረ ነገሮች መዋቅር - ብረት ያልሆኑ
ምን አይነት ቦንድ እንደሚባለው ምን አይነት ምልክቶች እንዳሉት ካወቅን በኋላ ዝርያዎቹን ማስተናገድ ነው። ተመሳሳይ ያልሆኑ ብረት አተሞች - ክሎሪን, ናይትሮጅን, ኦክሲጅን, ብሮሚን, ወዘተ እርስ በርስ መስተጋብር ከሆነ, ከዚያም ተዛማጅ ቀላል ንጥረ ነገሮች ይፈጠራሉ. የእነሱ የጋራ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ከአቶሞች ማዕከሎች በተመሳሳይ ርቀት ላይ ይገኛሉ, ሳይቀይሩ. የዋልታ ያልሆነ የኮቫለንት ቦንድ ላሉት ውህዶች፣ የሚከተሉት ባህሪያት በተፈጥሯቸው ናቸው፡ ዝቅተኛ የማፍላት ነጥቦች እናማቅለጥ, በውሃ ውስጥ የማይሟሟ, የዲኤሌክትሪክ ባህሪያት. በመቀጠል፣ የትኛዎቹ ንጥረ ነገሮች በኮቫለንት ቦንድ ተለይተው እንደሚታወቁ፣ ይህም የጋራ ኤሌክትሮን ጥንዶች ለውጥ እንደሚከሰት ለማወቅ እንሞክራለን።
ኤሌክትሮኔጋቲቭ እና በኬሚካላዊ ትስስር አይነት ላይ ያለው ተጽእኖ
ኤሌክትሮኖችን ከሌላ የኬሚስትሪ ንጥረ ነገር አቶም ለመሳብ የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር ንብረት ኤሌክትሮኔጋቲቲቲ ይባላል። በኤል. ፓውሊንግ የቀረበው የዚህ ግቤት የእሴቶች መጠን በሁሉም ኦርጋኒክ እና አጠቃላይ ኬሚስትሪ ላይ በሁሉም የመማሪያ መጽሃፎች ውስጥ ይገኛል። ከፍተኛው ዋጋ - 4.1 eV - ፍሎራይን አለው, ትንሹ - ሌሎች ንቁ ያልሆኑ ብረቶች, እና ዝቅተኛው አመላካች ለአልካላይን ብረቶች የተለመደ ነው. በኤሌክትሮኔጋቲቭነታቸው የሚለያዩ ንጥረ ነገሮች እርስ በእርሳቸው ምላሽ ከሰጡ፣ አንድ፣ የበለጠ ንቁ፣ በአሉታዊ መልኩ የተከሰሱ የአተም ንጥረ ነገሮችን ወደ ኒውክሊየስ መሳብ የማይቀር ነው። ስለዚህ የኮቫለንት ቦንድ ፊዚካል ባህሪያት በቀጥታ የሚመረኮዘው ንጥረ ነገሮች ኤሌክትሮኖችን ለጋራ አገልግሎት ለመስጠት ባለው ችሎታ ላይ ነው። የተገኙት የጋራ ጥንዶች ከኒውክሊየሎች አንጻር ሲመሳሰሉ የተቀመጡ አይደሉም፣ነገር ግን ይበልጥ ንቁ ወደሆነው አካል ተዛውረዋል።
የዋልታ ቦንድ ያላቸው ውህዶች ባህሪያት
በሞለኪውሎች ውስጥ የሚገኙት የመገጣጠሚያ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ከአቶሞች ኒዩክሊየይ አንፃር ያልተመጣጠኑ ንጥረ ነገሮች ሃይድሮጂን halides፣ አሲዶች፣ የቻልኮጅን ውህዶች ከሃይድሮጂን እና አሲድ ኦክሳይድ ይገኙበታል። እነዚህ ሰልፌት እና ናይትሬት አሲዶች፣ የሰልፈር እና ፎስፎረስ ኦክሳይዶች፣ ሃይድሮጂን ሰልፋይድ፣ ወዘተ ናቸው። ለምሳሌ የሃይድሮጂን ክሎራይድ ሞለኪውል አንድ የተለመደ ኤሌክትሮን ጥንድ ይይዛል።ባልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች የሃይድሮጅን እና ክሎሪን የተፈጠረ። ወደ ክሎ አቶም መሃከል እየተጠጋ ነው፣ እሱም የበለጠ ኤሌክትሮኔጋቲቭ ኤለመንት ነው። በውሃ መፍትሄዎች ውስጥ የዋልታ ትስስር ያላቸው ሁሉም ንጥረ ነገሮች ወደ ionዎች ይለያሉ እና የኤሌክትሪክ ፍሰት ያካሂዳሉ። የዋልታ ኮቫለንት ቦንድ ያላቸው ውህዶች፣ የገለጽናቸው ምሳሌዎች፣ ከቀላል ብረት ካልሆኑ ንጥረ ነገሮች ጋር ሲነፃፀሩ ከፍተኛ የማቅለጫ እና የማፍላት ነጥብ አላቸው።
የኬሚካል ቦንድ መስበር ዘዴዎች
በኦርጋኒክ ኬሚስትሪ ውስጥ የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች በ halogens የመተካት ምላሾች ሥር ነቀል ዘዴን ይከተላሉ። በብርሃን እና በተለመደው የሙቀት መጠን ውስጥ ያለው የሚቴን እና የክሎሪን ድብልቅ የክሎሪን ሞለኪውሎች ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች ወደሚሸከሙ ቅንጣቶች መከፋፈል እንዲጀምሩ ምላሽ ይሰጣል። በሌላ አነጋገር, የጋራ የኤሌክትሮን ጥንድ ጥፋት እና በጣም ንቁ radicals -Cl ምስረታ ይታያል. በካርቦን እና በሃይድሮጂን አተሞች መካከል ያለውን የጋራ ትስስር በሚጥስበት መንገድ በሚቴን ሞለኪውሎች ላይ ተጽዕኖ ማሳደር ይችላሉ። ገባሪ ቅንጣት -H ተፈጠረ፣ እና የካርቦን አቶም ነፃ ቫልነት ክሎሪን ራዲካልን ይይዛል፣ እና ክሎሮሜታን የምላሹ የመጀመሪያ ምርት ይሆናል። ሞለኪውሎችን ለመከፋፈል እንዲህ ዓይነቱ ዘዴ ሆሞሊቲክ ተብሎ ይጠራል. የኤሌክትሮኖች የጋራ ጥንድ ሙሉ በሙሉ ወደ አንዱ አቶሞች ይዞታ ውስጥ ካለፉ, ከዚያም እነርሱ aqueous መፍትሄዎች ውስጥ እየተፈጸመ ያለውን ምላሽ heterolytic ዘዴ ባሕርይ ስለ ይናገራሉ. በዚህ ሁኔታ የዋልታ ውሃ ሞለኪውሎች የተሟሟት ውህድ ኬሚካላዊ ቦንዶች የመጥፋት ፍጥነት ይጨምራሉ።
እጥፍ እና ሶስት እጥፍአገናኞች
አብዛኞቹ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች እና አንዳንድ ኦርጋኒክ ያልሆኑ ውህዶች በሞለኪውሎቻቸው ውስጥ አንድ ሳይሆን ብዙ የተለመዱ ኤሌክትሮኖች ጥንዶች ይይዛሉ። የኮቫለንት ቦንድ ብዜት በአተሞች መካከል ያለውን ርቀት ይቀንሳል እና የውህዶችን መረጋጋት ይጨምራል። ብዙውን ጊዜ በኬሚካል ተከላካይ ተብለው ይጠራሉ. ለምሳሌ, በናይትሮጅን ሞለኪውል ውስጥ ሶስት ጥንድ ኤሌክትሮኖች አሉ, እነሱ በመዋቅራዊ ፎርሙላ በሶስት ሰረዝ ይጠቁማሉ እና ጥንካሬውን ይወስናሉ. ቀላል ንጥረ ነገር ናይትሮጅን በኬሚካላዊ መልኩ የማይሰራ እና ከሌሎች ውህዶች ጋር ለምሳሌ እንደ ሃይድሮጂን፣ ኦክሲጅን ወይም ብረቶች ምላሽ መስጠት የሚችለው ሲሞቅ ወይም ከፍተኛ ግፊት ሲደረግ ብቻ እንዲሁም አነቃቂዎች ባሉበት ጊዜ ነው።
ድርብ እና ባለሶስትዮሽ ቦንዶች በኦርጋኒክ ውህዶች ክፍሎች ውስጥ እንደ ያልተሟሉ ዳይነ ሃይድሮካርቦኖች እና እንዲሁም የኤትሊን ወይም አሴቲሊን ተከታታይ ንጥረ ነገሮች ይገኛሉ። በርካታ ቦንዶች ዋና ዋና ኬሚካላዊ ባህሪያትን ይወስናሉ፡ የመደመር እና የፖሊሜራይዜሽን ምላሾች በእረፍታቸው ላይ የሚከሰቱ ናቸው።
በእኛ መጣጥፍ ውስጥ ስለ ኮቫለንት ቦንድ አጠቃላይ መግለጫ ሰጥተናል እና ዋና ዋና ዓይነቶችን መርምረናል።
