up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله پيوند شيميايي PDF
QR code - پيوند شيميايي

پيوند شيميايي

پيوند شيميايي و انواع آن

اتمهاي گازهاي بي اثر ميل ندارند با عنصرهاي ديگر پيوند تشکيل دهند يا با اتمهاي ديگري از نوع خود به يکديگر بپيوندند، ولي عنصرهاي ديگر به جز گازهاي بي اثر نمي توانند به تنهايي و بدون پيوستن به اتمهاي عنصرهاي ديگر يا اتمهاي ديگري از نوع خود به بقاي خود ادامه دهند و حتما بايد با اتم يا اتمهاي ديگر پيوند تشکيل دهند. به هم پيوستن دو اتم را معمولا تشکيل پيوند مي گويند. ديد کلي بررسي مواد ساده و مرکب در طبيعت نشان مي دهد که اکثريت قريب به اتفاق اتمها در طبيعت به حالت آزاد وجود ندارند. مواد ساده اي که در طبيعت به حالت آزاد وجود دارند، بندرت بصورت مولکول تک اتمي هستند. بيشتر مواد ساده بصورت مولکولهاي دو يا چند اتمي در طبيعت پيدا مي شوند. براي مثال گاز هيدروژني که از اثر اسيدها بر فلزها يا از تجزيه الکتريکي آب يا از هر راه ديگري بدست مي آيد، بصورت مولکول دو اتمي است. اکسيژن نيز در اغلب موارد بصورت مولکول دو اتمي و گاهي نيز بصورت مولکول سه اتمي اوزون يافت مي شود. فسفر سفيد بصورت مولکول چهار اتمي و گوگرد بصورت مولکول هشت اتمي است. تنها گازهاي بي اثر در طبيعت بصورت تک اتمي يافت مي شوند. پيوند شيميايي در هيدروژن وقتي دو اتم هيدروژن به يکديگر نزديک مي شوند، اوربيتالهاي اتمي آنها به يک اوربيتال مولکولي تبديل مي شود. در اوربيتال مولکولي ابر الکتروني تحت تاثير جاذبه دو هسته قرار دارد. در حالي که در اوربيتال اتمي ابر الکتروني تحت تاثير جاذبه يک هسته است. چون نيروي جاذبه هسته ها در فضاي بين دو هسته از جاهاي ديگر بيشتر است، در نتيجه تراکم ابر الکتروني در فاصله دو هسته از جاهاي ديگر بيشتر خواهد بود. انرژي پيوند انرژي پيوند ، عبارت است از مقدار انرژي آزاد شده به هنگام تشکيل پيوند بين يک مول اتمهاي گازي شکل يک عنصر با يک مول اتمهاي گازي شکل همان عنصر يا عنصر ديگر.
انواع پيوند شيميايي پيوند کووالانسي در مولکول هيدروژن ، اتمها ، الکترون به اشتراک مي گذارند و با استفاده از مدل بور ، الکترونهاي مشترک بر روي مدار خارجي هر دو اتم گردش مي کنند. به بيان ديگر ، ابر الکتروني تحت تاثير جاذبه دو هسته قرار دارد و تراکم ابر الکتروني در فاصله دو هسته از جاهاي ديگر بيشتر است. چنين پيوندي پيوند کووالانسي ناميده مي شود. پيوند کووالانسي بين دو اتم هيدروژن از همپوشاني اوربيتال s بوجود مي آيد و مولکول حاصل بيضوي است که هسته هاي دو اتم در دو کانون آن قرار دارند و تراکم ابر الکتروني در بين دو هسته زياد و در اطراف هسته ها کمتر است. در نتيجه تشکيل پيوند ، اوربيتالهاي اتمي به اوربيتال مولکولي تبديل مي شوند.
اوربيتالهاي مولکولي حاصل از تشکيل پيوند ميان دو اتم هيدروژن بيضوي است که تراکم ابر الکتروني بر روي خط واصل بين هسته هاي آن از جاهاي ديگر بيشتر است. اين شکل اوربيتال مولکولي اوربيتال مولکولي سيگما يا پيوند سيگما ناميده مي شود. در نوع ديگر از اوربيتالهاي مولکولي ، نه تنها سطح انرژي پائين نمي آيد و انرژي آزاد نمي شود، بلکه سطح انرژي از اتمهاي اوليه نيز بالاتر است، اين اوربيتال را نمي توان اوربيتال پيوندي ناميد، بلکه يک اوربيتالي ضد پيوندي است و بصورت نشان داده مي شود. هرچه در يک مولکول ، تعداد اوربيتالهاي پيوندي اشغال شده بيشتر باشد، مولکول پايدارتر است، ولي هر گاه تعداد اوربيتالهاي پيوندي و ضد پيوندي برابر باشد، دو اتم از يکديگر جدا مي مانند و بين آنها پيوندي تشکيل نمي شود. تعداد پيوند ميان دو اتم برابر نصف تعداد الکترونهاي موجود در اوربيتالهاي پيوندي منهاي نصف تعداد الکترونهاي موجود در اوربيتالهاي ضد پيوندي است. پيوند اکسيژن با هيدروژن : اکسيژن ، دو اوربيتال تک الکتروني دارد.
هر گاه يک اتم اکسيژن و يک اتم هيدروژن به يکديگر نزديک شوند، امکان جاذبه بر دافعه وجود دارد و در اين صورت پيوند تشکيل مي شود. در اين مجموعه ، هيدروژن به آرايش گاز بي اثر هليم رسيده است، ولي اکسيژن در خارجي ترين سطح انرژي خود داراي هفت الکترون شده و هنوز به آرايش گاز بي اثر نرسيده است. آرايش الکتروني اکسيژن پس از تشکيل يک پيوند با يک هيدروژن مشابه آرايش الکتروني فلوئور شده است. بنابراين اين مجموعه مي تواند به همان راههايي که فلوئور آرايش الکتروني خود را به آرايش الکتروني گاز بي اثر رساند، آرايش الکتروني خود را کامل کند. يکي از راههاي رسيدن به آرايش الکتروني گاز بي اثر آن است که با يک اتم هيدروژن ديگر پيوند برقرار کند و مولکول O را پديد آورد.
پيوند داتيو اتم نيتروژن با سه اتم هيدروژن ، پيوند کووالانسي معمولي تشکيل مي دهد و به آرايش الکتروني گاز بي اثر مي رسد. پس از اين عمل ، براي نيتروژن يک جفت الکترون غير پيوندي باقي مي ماند که مي تواند آن را بصورت داتيو در اختيار اتمهايي که به آن نياز دارند، قرار دهد. از سوي ديگر ، اتم هيدروژن که يک اتم الکترون در اوربيتال آن موجود است، هر گاه اين الکترون را از دست بدهد، به يون تبديل مي شود که اوربيتال آن خالي است. حال هرگاه اين يون به مولکول آمونياک نزديک شود، با آن پيوند داتيو برقرار مي کند و خود را به آرايش الکتروني گاز بي اثر مي رساند: اين مجموعه که يون آمونيوم ناميده مي شود، در بسياري از ترکيبات مانند کلريد آمونيوم و هيدروکسيد آمونيوم وجود دارد. اندازه گيري هاي انجام شده نشان مي دهد که انرژي و طول هر چهار پيوند نيتروژن _ هيدروژن در يون آمونيوم کاملا يکسان است. اين امر منطقي نيز به نظر مي رسد، زيرا پيوند داتيو نيز مانند پيوند کووالانسي معمولي يک جفت الکترون است که بين هسته اتم نيتروژن و هسته اتم هيدروژن قرار گرفته است. هچنين مي تواند با يون يون تشکيل دهد که در آن هر چهار پيوند از نظر طول و انرژي يکسان هستند.
کلريد آلومينيوم نيز با يون ترکيب مي شود و يون توليد مي کند که در آن هر چهار پيوند AL - Cl از نظر طول و انرژي يکسان هستند. پيوند الکترووالانسي (يوني) در اتم ليتيم ، ۲ الکترون وجود دارد که يک الکترون ، در لايه والانس آن قرار دارد. به هنگام تشکيل پيوند ، چون اين اتم در دومين سطح انرژي داراي جفت الکترون غير پيوندي نيست و تفاوت سطح انرژي اول و دوم نيز بسيار زياد است، نمي تواند الکترون خود را برانگيخته کند. بنابراين در خارجي ترين سطح انرژي ، تنها يک الکترون خواهد داشت. هرگاه اين اتم بخواهد پيوند کووالانسي تشکيل دهد، بايد يک اتم تک الکتروني ديگر مانند فلوئور پيوند تشکيل دهد و را توليد کند. واقعيت آن است که از پيوند بين ليتيم و فلوئور ، فلوريد ليتيم پديد مي آيد، ولي هرگاه بخواهيم اين دو اتم را از نظر آرايش الکتروني بررسي کنيم، مشاهده خواهيم کرد که اتم فلوئور با اشتراک گذاشتن الکترون ، ممکن است به آرايش الکتروني گاز بي اثر برسد، ولي ليتيم آرايش الکتروني گاز بي اثر پيدا نکرده است. ليتيم هر گاه بخواهد به آرايش الکتروني گاز بي اثر بعد از خود برسد، بايد روي هم رفته هفت الکترون بگيرد که اگر بخواهد اين هفت الکترون را با پيوند کووالانسي بدست آورد، خود نيز بايد هفت الکترون در خارجي ترين سطح انرژي خود داشته باشد که اين کار به هيچ وجه امکان پذير نيست.
ولي هر گاه اين عنصر بخواهد آرايش الکتروني گاز بي اثر قبل خود را پيدا کند، کافي است که يک الکترون موجود در اوربيتال خود را از دست بدهد تا آرايش الکتروني آن به صورت در آيد و آرايش الکتروني گاز بي اثر هليم پيدا کند. يعني اتم ليتيم به يون تبديل مي شود و به آرايش گاز هليم مي رسد. اتم فلوئور نيز مي تواند با گرفتن يک الکترون و تبديل شدن به يون خود را به آرايش الکتروني گاز بي اثر نئون برساند. يعني به هنگام تشکيل پيوند بين ليتيم و فلوئور ، ليتيم يک الکترون به فلوئور مي دهد و با اين عمل هر دو به آرايش الکتروني گاز بي اثر مي رسند. به اين ترتيب اتم فلوئور به يون منفي (آنيون) و اتم ليتيم به يون مثبت (کاتيون) تبديل مي شود. اين نوع پيوند را پيوند الکترووالانسي يا يوني مي نامند که بين يک فلز و يک غيرفلز رخ مي دهد.

● چه عواملي سبب ريزش مو مي گردند ؟ شايعترين علت ريزش مو توارث است . مردان و زنان دچار ريزش مو ژنهاي مربوط به ريزش مو را از هريک يا دو والدين خويش به ا ...

سال ۲۰۰۵، «عبدالله دار» جراح پيوند و متخصص اخلاق پزشکي در نشريه معتبر Nature Clinical Practice Nephrology نوشت که ايران موفق شده فهرست انتظار پيوند کل ...

در پيوند عروق قلب هدف اصلاح يا رفع شريانهاي مسدود نيست بلکه ايجاد يک رگ فرعي جهت رساندن خون اکسيژن دار به قسمتهاي بعد از انسداد است. براي ايجاد اين مس ...

پيوند يوني نوعي از پيوند شيميايي است که برپايه نيروي الکترواستاتيک بين دو يون با بار مخالف شکل مي‌گيرد. ترکيبات يوني متشکل از تعداد زيادي آنيون و کاتي ...

آب، فراوان ترين مايع و به جرات مهم ترين مايعي است که روي زمين وجود دارد؛ اما اهميت آن به پديده هاي زيستي منحصر نمي شود. ويژگي هاي فيزيکي آب در مقايسه ...

مواد شيميايي بطور عمده به دو گروه بزرگ مواد معدني و مواد آلي تقسيم بندي مي شوند. هر يک از اين دو گروه ، در دو مبحث شيمي آلي و شيمي معدني بررسي مي شوند ...

بيش از نيم قرن پيش، هنگامي که هنوز هيچ تراشه سيليکوني اي ساخته نشده بود، آلن تورينگ، يکي از بحث انگيزترين پرسش هاي فلسفي تاريخ را پرسيد. او گفت و اند ...

جفت الکتروني که در تشکيل پيوند کووالانسي بين دو اتم شرکت دارد و از به اشتراک گذاشتن الکترونهاي دو اتم حاصل مي شود، جفت الکترون پيوندي ناميده مي شود. ن ...

دانلود نسخه PDF - پيوند شيميايي