الفرق بين قوى التشتت وثنائية القطبية والرابطة الهيدروجينية
تختلف القوى بين الجزيئات في كل مركب من مركبات المواد حيث لا تختلط هذه القوى ببعضها البعض فقد تختلف القوى بين ذرة وذرة أخرى والذرة الأولى مع ذرة أخرى ثالثة فهذه القوة تعمل على تماسك المركب بشكل معين وبقوة معينة تختلف عن الأخرى فتوجد قوى التشتت وثنائية القطب والرابطة الهيدروجينية كما يجب علينا دراسة
قانون فاندرفالز
جيدا.
قوى الربط بين الذرات
القوة التي تربط بين الذرات هي القوى الموجودة فعليا بين الذرات كما أن هذه القوى تختلف عن غيرها كما أنها لا تختلط ببعضها البعض فهذه القوى تعمل على تماسك الجزيئات فتوجد قوى inter وقوى intra وتختلف كل قوى منهم عن الأخرى فالقوى بين الجزيئات تعتبر أضعف من القوى الداخلية في الجزيء نفسه ولكنها مهمة جدا كما أن هذه القوى هي التي تسبب ثنائية القطب و ثنائية القطب الأيوني.
قوى ثنائية القطب
تختلف
قوى التشتت وقوى ثنائية القطب
حيث تعتبر قوى ثنائية القطب هي قوى تمتلك شحنتين السالبة منها والموجبة كما أن الالكترونات تتوزع بالتساوي بين الذرات في الجزيء ولكن توجد بعض العناصر تكون أقرب من الالكترونات عن العناصر الأخرى ويمكنها أن تدور حو الذرة بشكل أكبر.
الجزيء القطبي هو الجزيء الذي يمتلك الجانب الإيجابي والجانب السلبي أما القوة ثنائية القطب هي التي تحدث عندما ينجذب القطب السالب للقطب الموجب من جزيء آخر فتتكون هذه الرابطة والتي يتواجد الجزيئات بها عن قرب أكبر.
القوى الأيونية ثنائية القطب
تعتبر القوة للأيون ثنائي القطب هي القوة التي تكون بين الأيون والجزيء الثنائي القطب كما أن الأيون هو الذرة التي تفقد أو تكتسب إلكترون أو أكثر فيمكن أن يكون له إشارة سالبة أو إشارة موجبة، فالأيون الموجب هو الذرة التي فقدت الكترون واحد فقط أو أكثر فيكون عدد الالكترونات أقل من عدد البروتونات مما يجعله أيون موجب أما الأيون السالب فهو العكس وهو الذرة التي اكتسبت الكترون واحد أو أكثر فيكون عدد الالكترونات أكبر من عدد البروتونات مما يجعله أيونا سالبا الشحنة.
فالجزيء ثنائي القطب يمتلك شحنة موجبة طفيفة وشحنة سالبة طفيفة كما أن الأيونات يكون لها شحنة سالبة أو موجبة فالقوة الأيونية هي التي تربط بين الأيونات معا فيمكنها أن تقوم بجذب الكاتيونات للجانب السالب من الجزيء القطبي وتقوم بجذب الأنيونات للجانب الموجب.
الرابطة الهيدروجينية
الرابطة الهيدروجينية بكل بساطة هي الرابطة التي تسبب التجاذب بين الهدروجين الموجب إلى الجزيء أو الذرة السالبة من الطرف الآخر فتعتبر الرابطة الهيدروجينية هي من ضمن القوى ثنائية القطب فيوجد اختلاف في القدرة الكهربية للذرات الهيدروجينية والذرات الأخرى مثل الاكسجين أو النيتروجين والكثير من الذرات الأخرى، فالذرات يمكنها أن تقترب من الالكترونات المشتركة بشكل كبير فيمكنها أن تكون موجبة ويكون الهيدروجين في هذه الحالة مشحونا بشكل إيجابي فذرات الهيدروجين صغيرة جدا لذا فيمكنها أن تقترب بسهولة من الذرات الأخرى التي تعتبر كبيرة في الحجم، يتم تمثيل الرابطة الهيدروجينية في أغلب الأوقات بالخط المنقط بين الهيدروجين والزوج غير المشترك للذرة الكهربية الأخرى للإلكترونات.
التفاعلات والطاقات داخل الجزيئات
يوجد الكثير من التفاعلات التي تتم بين الجزيئات كما توجد طاقات عديدة ومنها:
- تفاعلات الشحن / غير القطبية
- تفاعلات ثنائي القطب ثنائي القطب
- التفاعلات التي يسببها ثنائي القطب
- تفاعلات ثنائية القطب / غير قطبية
- روابط هيدروجينية
- تفاعلات أيون ثنائي القطب
- تفاعلات ثنائي القطب المستحثة بالأيونات
- تفاعلات أيونية
- التفاعلات بين ذرتين متعادلتين غير قطبيتين[1]
الفرق بين الرابطة الهيدروجينية وثنائية القطب
- الروابط التساهمية القطبية هي عندما تكون الذرات تمتلك شحنات جزئية متساوية ولك متعاكسة في الاتجاه وبمعنى آخر أن تكون الذرات مترابطة وتولد ثنائي القطب، فإذا كانت الأقطاب للرابطة الفردية لا تلغي الأخرى فالجزيء في هذه الحالة يمتلك عزم ثنائي القطب فالجزيئات تميل إلى المحاذاة بحيث تكون النهاية الموجبة لثنائية الأقطاب تقترب من السالب.
- النهاية لثنائية القطب تمتلك جزء صغير من الشحنة للإلكترون وفي هذه الحالة يعتبر ثنائي القطب أضعف من التفاعلات بين الايونين، فالشحنات لا تقل عن واحد موجب أو سالب أو بين الأيون وثنائي القطب، فالتفاعلات تكون ضعيفة جدا بين ثنائي القطب عنها بين الأيونين.
- التفاعلات التي تجذب بين ثنائيات القطب تنخفض أسرع عند زيادة المسافات مقارنة بين المسافات الأيونية حيث أن الطاقة بين الأيونين تتناسب مع مقلوب المسافة بين الأيونات فعند مضاعفة المسافة تقل القوة الجاذبة بمقدار النصف في المقابل.
- تتناسب الطاقة في التفاعلات الثنائية مع مقلوب المسافة بين الأيونين مرفوع لأس ثلاثة مما يجعل عند زيادة المسافة تقل القوة بمقدار 8 أضعاف وهذه نسبة كبيرة.
- المواد مثل حمض الهيدروكلوريك ترتبط جزيئيا مع بعضها الآخر وذلك من خلال التفاعلات ثنائية القطب عند درجة الحرارة للغرفة والضغط الجوي الذي يقدر بواحد ضغط جوي يعتبر غاز.
- لكن كلوريد الصوديوم يتم تجميعه من خلال التفاعلات وينتج من خلالها مادة صلبة عالية الانصهار.
- تزداد القوى للتفاعلات بين الجزيئات من خلال زيادة العزم لثنائي القطب.
قوى تشتت لندن
- من خلال النظر للتفاعلات بين الجزيئات القطبية مع مراعاة العوامل الأخرى يمكن من خلالها فهم الجزيئات غير القطبية مثل: البروم، البنزين والهكسان حيث أنهم سوائل في درجات الحرارة العادية كما أن اليود والنفثالين تعتبر مواد صلبة في درجات الحرارة العادية وأيضا يمكن اسالة الغازات النبيلة في درجات الحرارة المنخفضة أو من خلال الضغوط العالية.
- فمن الواجب السؤال عن القوة الموجودة بين الجزيئات أو الذرات غير القطبية والإجابة لهذا السؤال تمت من خلال فريتز لندن فهو عالم فيزياء ألماني كان يعمل في الولايات المتحدة عام 1930 حيث اقترح هذا العالم أن التقلبات التي تحدث في الالكترونات بداخل الذرات، الجزيئات غير القطبية يمكن أن تكون السبب في تكوين اللحظات الثنائية القطبية اللحظية لفترة قليلة من الزمن والتي تسمى في هذه الحالة قوى التشتت بين الواد غير القطبية.
- على سبيل المثال ذرات الهيليوم المتجاورة يتم توزيع الالكترونات لكل ذرة منها بشكل منتظم وموحد حول النواة ولكن من خلال حركة الالكترونات الثابتة يتم توزيع الالكترونين بشكل عشوائي في الذرة وبشكل غير متماثل في أي لحظة من الزمن وتسمى هذه بلحظة ثنائية القطب.
- كما يمكن ملاحظة هذه اللحظة من خلال الذرة الواحدة ويظهر ذلك في التفاعل مع الالكترونات المجاورة للذرة حيث يتم سحب النهاية الموجبة لثنائي القطب اللحظي أو يتم نفرها من خلال الطرف السالب.
تعتبر دراسة الفرق بين قوى التشتت وثنائية القطبية والرابطة الهيدروجينية من الأمور المهمة جدا في الكيمياء العضوية حيث من خلالها يتم معرفة القوى التي تربط الجزيئات مع بعضها البعض ومعرفة مدى قوة كل رابطة والتأكد من أن الرابطة الهيدروجينية تكون رابطة بين الهيدروجين وأي عنصر أخر كما يجب أيضا دراسة التفاعلات التي تتم بين الجزيئات أو بين الذرات وبعضها البعض لمعرفة القوى التي تنتج ومتى تنتج كما يجب أيضا تحديد الإشارات الموجبة والاشارات السالبة في المركبات المرتبطة بالروابط التي تم ذكرها.[2]