ما هي انواع القوى بين الجزيئات
انواع القوى بين الجزيئات التي تعد الاقوى هي
انواع القوى بين الجزيئات التي تعد الاقوى هي
قوة أيون ثنائي القطب.
كثيرًا ما نتسأل عن القوى الجزيئية وما هي، تعتبر القوى الجزيئية هي القوى الجذابة والمنفرة في نفس الوقت والتي تحدث بين جزيئات المادة، وتتوسط بين التفاعلات الفردية، تعتبر القوى الناشئة بين الجزيئات هي القوى الرئيسية المسؤولة عن الخواص الفيزيائية والكيميائية وإن لم يكن جميعها فمعظمها، وبذلك تكون القوى بين الجزيئات مسؤولة بشكل أساسي عن الحالات المكثفة للمادة والتي يتم تجميعها على شكل جسيمات وهي التي تكون المواد الصلبة والسائلة معًا، وبالتالي يكون لها تأثير كبير على عدد لا بأس منه من الخصائص الفيزيائية، تتكون القوى بين الجزيئات من أنواع ويتم تصنيفها على حسب الأقوى والأضعف، وفي هذا المقال سوف نتعرف على جميع أنواع المادة بين الجزيئات ولكن الآن سوف نبدأ بالقوى الأقوى وهي:
قوة أيون ثنائي القطب:
إن الأمر في القوى ثنائية القطب محير، لأنها في ظاهرها تبدو ضعيفة بين الجزيئات، ولكن هي الأقوى إذا تمت مقارنتها بالرابطة الهيدروجينية، القوى ثنائية القطب الأيوني يتم التعبير عنها من خلال تفاعل الأيون الكاتيوني أو الأيوني مثل عنصر Cl مع قوى ثنائية القطب والتي يُمثلها العنصر HCL، وهنا يُطلق على هذا التفاعل تفاعلى القوى ثنائية القطب الأيوني، وبسبب هذا التفاعل يتم ترتيب القوى من الأقوى للأضعف ولكن هنا تنشأ القوى الأضعف بين الجزيئات بالترتيب، من ضمن الأمثلة الموضحة على القوى ثنائية القطب الأيوني هي، إذا أخذنا أيون مع ثنائي القطب وليكن أيون CL مع ثنائي القطب HCL، حينها يتم التفاعل بينهما ويتم إنشاء قوى أقوى بين الجزيئات والأيونات وتُسمى بالقوى ثنائية القطب الأيوني، وتعتبر من أقوى القوى بين بين الجزيئات إذا تمت مقارنتها بقوى الرابطة الهيدروجينية، وذلك لأن أيون CL ذو شحنة سالبة جزيئية أما الهيدروجين الموجود في HCL فهو موجب الشحنة الجزيئية، بالإضافة إلى أن أيون CL ذو ذرة عالية القوى الكهربائية مقارنًة بالهيدروجين.
أما المثال الأخر على القوى ثنائية القطب الأيوني فهي عبارة عن أيون كاتيوني وثنائي القطب، وهما أيون Na و ثنائي القطب H2O، وعندما يتم التفاعل بينهما يتم أيضًا إنشاء قوى قوية جدًا بين الجزيئات، وذلك لأن أيون Na ذو شحنة موجبة و H2O ذو شحنة سالبة، وبما أن الماء عبارة عن جزيئات قطبية فعندها يتم إطلاق قوى ثنائية القطب الأيوني وهذا هو التفاعل بين الأيون والجزيئات القطبية، ولكن على الرغم من أن القوى الناشئة من أقوى القوى بين الجزيئات إلا أنها مازالت أضعف من قوة الرابطة التساهمية. [1] [2]
من أنواع القوى بين الجزيئات
-
القوى ثنائية القطب الأيوني.
-
القوة ثنائية القطب المستحثة.
-
القوة ثنائية القطب.
-
قوة لندن.
-
قوة فان دير.
تعتبر القوى الناشئة بين الجزيئات قوة جذب وتحدث بين الأيونات الموجبة أو السالبة وثنائي القطب الموجب أو السالب، وكما ذكرنا من قبل أن الخصائص الفيزيائية والكيميائية تعتمد على أنواع القوى بشكل أساسي، فنرى أن نقطة الغليان تتناسب مع قوة قوتها بين جزيئات المادة فكلما كانت قوة الجزيئات أكبر كلما كانت نقطة الغليان أكبر، وللقوى أنواع يتم تصنيفها على حسب من الأقوى للأضعف ومن الأضعف للأقوى وتعتمد على عدة تفاعلات وهي ما يلي:
القوى ثنائية القطب الأيوني:
كما تحدثنا من قبل أن القوة ثنائية القطب الأيوني من القوى الجذابة نظرًا لأحتوائها على الأيونات الموجبة أو السالبة و ثنائي القطب الذي يكون معاكس لشحنة الأيون، وكان أكبر مثال هو أيون الكلور وحمض الهيدروكلوريك ثنائي القطب، ومثال أيون كلوريد الصوديوم والماء والذي يعتمد على عدة تفاعلات مثل مقدار العزم لثنائي القطب، والحجم القطبي للجزيء، وحجم شحنة الأيون.
القوة ثنائية القطب المستحثة:
تعتبر هذه القوة ناتج تفاعل في الأصل، وفيها يتم استقطاب الجزيء الغير قطبي بواسطة الأيونات الموضوعة بجانبه، وعندما تحصل على شحنة تكون على هيئة قوة ثنائية القطب ولكن مستحثة، ويعرف باسم القوة ثنائية القطب الأيوني المستحث.
القوة ثنائية القطب:
تٌعرف هذه القوى باسم القوى ثنائية القطب، وذلك يكون في حالة وجود الأمونيا، وعندها يحدث التفاعل بين الجزيئات المستقطبة، ويحدث عنده الانكسار ثنائي القطب، وينشأ من هذا التفاعل قوة جذاب بناءًا على الأقطاب الموجبة والسالبة الجزئية الموجودة في الجزيئات.
قوة لندن:
من القوة التي تعمل لمسافات قصيرة وتعتبر من أضعف القوة الموجودة بين الجزيئات وتنشأ هذه القوة في الأصل بسبب حركة الإلكترونات وبالتالي يكون هناك مناطق موجبة وسالبة ولكن مشحونة بشكل مؤقت ولهذا السبب تكون المسافة قصيرة.
قوة فان دير:
تعتبر من القوى الضعيفة بين أنواع القوى بين الجزيئات بالترتيب من الأضعف إلى الأقوى، وتُسمى أيضًا بقوة الجذب الضعيفة، والتي تعمل على الذرات والجزيئات المحايدة وذلك نتيجة للاستقطاب الكهربائي المتواجد في كل جسيم، ولقوة فان دير قوى أخرى تعتبر منها ومن أمثلتها قوة الرابطة الهيدروجينية وقوى التشتت أو لندن والتفاعلات الحادثة في ثنائية القطب. [1]
انواع القوى بين الجزيئات التي تعد الأضعف هي
انواع القوى بين الجزيئات التي تعد الأضعف هي
الرابطة الأيونية.
تعمل التفاعلات الحادثة بين الجزيئات على توليد القوة المختلفة سواء كانت قوية أو ضعيفة ومن الأمثلة على القوى الأضعف بين الجزيئات
الرابطة الأيونية وهي
عبارة عن مركب كيميائي مكون من شحنتين متعاكستين وهي الشحنة الموجبة والشحنة السالبة، ونتيجة التفاعل بينهم يتم الربط بين الجزيئات وتكوين مركب أيوني كيميائي ويعتبر من أفضل الأمثلة على ذلك هو كلوريد الصوديوم، حيث يتكون كلوريد الصوديوم من عنصر الصوديوم الموجب وأيون الكلور السالب ويتم الترابط بينهم بواسطة الرابطة الأيونية، والتي تُعد من أضعف الروابط بين الجزيئات. [2]
قوى التماسك بين جزيئات المادة الصلبة تكون
تعتبر قوة التماسك بين جزيئات المادة الصلبة
عالية جدًا وتتميز بإمكانية حدوثها في الاتجاهات الثلاثة
،
وفي الأصل قوى التماسك عبارة عن قوى الجذب الموجودة بين الجزيئات والتي تعمل على ربطها ببعضها، وتختلف مدى قوة قوى التماسك على حسب حالة المادة إذا كانت سائلة أم صلبة أم غازية، لقوى التماسك خصائص تميزها عن الالتصاق والذي يحدث نتيجة للتفاعل بين أسطح المواد والأجسام المختلفة، أما قوة التماسك فتحدث بين الجسيمات المتجاورة للمادة الواحدة، ومن ضمن هذه الخصائص أنها تتناقص بسرعة مع زيادة المسافة، وتُسمى حينها بقوة الجذب أما قوة التنافر فهي التي تكون ناتجة عن الطاقة الحركية للجسيمات، والتي تتناسب طرديًا مع درجة الحرارة.
المسافات بين الجزيئات كبيرة جدًا وقوة التماسك ضعيفة جدًا في الحالة
-
الحالة السائلة.
-
الحالة الغازية.
تكون قوة التماسك في كلًا من الحالة السائلة والغازية ضعيفة وإن يكن أضعف
في الحالة الغازية
،
وفيما يلي سوف نتعرف على التفاعلات الحادثة بين الحالتين لمعرفة مدى قوة التماسك والمسافة بين الجزيئات:
الحالة السائلة:
في الطبيعي تكون قوى التماسك في الحالة السائلة عالية ولكن الفرق أنها تحدث بين اتجاهين فقط وليس ثلاثة مثل الحالة الصلبة، وعلى هذا الأساس تكون ضعيفة بين طبقات السوائل، لأنه عندما يتم تطبيق القوى يتم كسر الروابط الضعيفة بين الطبقات، وتنزلق طبقات السائل فوق بعضها، ولضعفها لا تستطيع إعادة الجزيئات مرة أخرى.
الحالة الغازية:
في الحالة الغازية تكون قوة التماسك أضعف ما يمكن وبهذة الحالة تكون قوة الغاز في حركة دائمة، وذلك يرجع لعدم إمكانية القوى على ربط الجزيئات ببعضها البعض، وبذلك لا يمكننا تقدير قوى التماسك بين الحالة الغازية إلا عند حدوث عملية التميع والتي من خلالها يتم ضغط الجزيئات الغازية. [3]