بحث عن قوى التجاذب

من المعروف أن المادة تتألف بأشكال ثلاث ، هي العناصر والمركبات و المخاليط ، والجسيمات وهي الجزيئات والذرات أو

الأيونات

، حيث ترتبط الجسيمات بعضها بعض من خلال قوى متفاوتة القوة ، فنجد أن هذه القوة كبيرة في الحالة الصلبة وتكون متوسطة في الحالة السائلة ، وضعيفة في الحالة الغازية ، ويمكن الربط بين هذه القوى التي تربط جسيمات المادة بقوى الترابط بين الجزيئات ” Intermolecular Forces ” ، ولذلك يمكننا أن نميز بين الروابط الكيميائية Chemical Bonds، والترابط بين الجزيئات .

فالروابط الكيميائية غالبًا ما تتكون من روابط قوية ، داخل الجزيء ، أما الترابط بين الجزيئات هو ترابط ضعيف يحدث خارج الجزئ  نفسه ، ومن منطلق هذا المفهوم ، يكون لدينا فقط رابطة كيميائية حقيقة واحدة ، وهي هذه الرابطة التساهمية ، فهي الرابطة التي ليس لها أي وجود مادي ، ويتمثل ذلك في المجالات الجزيئية التي تحتوي على الزوج الالكتروني ، وتتكون جميع الروابط الأخرى من روابط بين الجزيئات.

فيوجد ثلاث أنواع من أنواع قوى التجاذب والروابط بين الجزيئات ; هم قوى التشتت المعروفة بقوى لندن ، وقوى التجاذب ثنائية القطبية ، وقوى الترابط الهيروجيني .

أولًا قوى لندن ، المعروفة بقوى فان دير:


فجزيئات

الهليوم

والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون وبعض الغازات الأخرى ، غير قطبية ، فقوى التجاذب بين الجزيئات موجودة ، بالرغم من حالة الضعف ، ولكنها يمكن قياسها ، وأول من فسر ذلك هو عالم

الفيزياء

الدنماركي فان دير ، وأعطى عالم الفيزياء الإنجليزي Fritz London، التفسير النظري لها عام 1928م ، لذلك سميت بقوى فان لندن.

و هي عبارة عن تجاذب ضعيف ، بين الجزيئات غير القطبية ، كنتيجة لحركة الإلكترونات على السطح ، فتصبح قطبية ، مما يجعل الجزيء القطبي يؤثر على الجزيء المجاور له ، فينتج بالتأثير شحنة ولكنها مخالفة لشحنته ، و لذلك يتولد بين الجزيئات قوى تجاذب ضعيفة لحظية ، لا تدوم طويلًا ، وسرعان ما تختفي ، وتتولد عندما يحدث تغير في توزيع الشحنات الكهربائية بين بعض الجزيئات ، وتبلغ قيمة المواد الصلبة 1\20 إلى 1\10 ، من قيمة الرابطة الأيونية ، وتكون ضعيفة في السوائل ، و من الممكن أن تتواجد هذه القوى بين جزيئات الغازات النبيلة ، وفي الهالوجينات ، ويحدث ارتفاع درجة الغليان بزيادة الكتلة الجزئية.

ثانيًا قوى التجاذب بين الجزيئات ثنائية القطب:


و هي عبارة عن تجاذب بين الجزيئات القطبية ، بسبب تجاذب الأقطاب المتعاكسة بالشحنة ، فتنشأ قوى ثنائية القطب بين الجزيئات، فمثلا عند اقتراب الجزيئات ثنائية القطب HCL بعضها من بعض فتظهر التأثيرات المتبادلة بينهما ، وينتج ذلك بسبب مواجهة القطب الموجب للجزيئات للقطب السالب ، لجزيئات أخرى ، فيؤدي لظهور قوى التجاذب الكهربائية بين الأقطاب المتشابه ، وبالطبع تكون تلك القوة ، أضعف من قوى التجاذب الكهربائي في الرابطة الأيونية ، وبالرغم من حالة الضعف ولكن يؤدي ذلك لتماسك الجزيئات القطبية معا ، فيؤدي إلى ارتفاع درجة الغليان.

ثالثًا الرابطة الهيدروجينية:


وهي التي تنشأ في كل من الماء السائل والثلج ، بسبب قوى التجاذب الكهربائي بين ذرة الهيدروجين في جزيء ، وذرة الأوكسجين في جزيء أخر ، وفيكون لذرة الهيدروجين القدرة على التمركز ، بين الذرات ” الاوكسجين ” ، والتي تربط بإحداهما عن طريق رابطة تساهمية قطبية وأخرى رابطة هيدروجينية.

وتتواجد هذه الرابطة داخل المركبات التي تحتوي على جزيئتها ، على ذرة هيدروجين ، مرتبطة برابط تساهمي مع ذرة أخرى ، تكون ذات سالبية كهربائية عالية مثل ; الكلور والفلور والنيتروجين والأوكسجين، ومن أمثلة هذه المركبات ; مركبات الأمونيا(NH3) ومركبات فلوريدالهيدروجين (HF) والماء H2O، و تكتسب تلك المركبات خصائص فريدة وبالرغم من كونها ضعيفة ، إلا أنها تتسبب بعدة تغيرات بالخواص الفيزيائية للمركبات.

تعريفات مرتبطة بقوى التجاذب:


الرابطة الأيونية: وهي قوى ترتبط بين ذرات الفلزات ناتجة عن حركة الالكترونات ، وانتقالها من ذرة إلى ذرة أخرى.

الترابط الأيوني: عبارة عن تجاذب كهربائي قوي ، بين نوعين مختلفين من الأيونات ، مثل الترابط بين أيونات

الصوديوم

، وأيونات الكلور ، وملح كلوريد الصوديوم