معلومات عامة عن الرابطة التساهمية يُمكن للطلاب من خلالها التمييز بينها وبين الروابط الكيميائية الأخرى، حيث توضح هذه المعلومات عن كيفية حدوث الترابط الكيميائي بين ذرة وأخرى أو أيونين، كما تشير إلى أنواع الروابط التساهمية من حيث العدد وقطبية الرابطة، فمن خلال موقع مخزن سوف نذكر هذه المعلومات بالتفصيل.
إن الرابطة التساهمية تعد إحدى الروابط الكيميائية المعروفة، حيث إنها تتسم بكونها من أقوى الروابط التي تساهم في الربط بين الذرات، ففيما يلي سنشير إلى تعريفها الكيميائي بوضوح:
الرابطة التساهمية هي التي تربط بين ذرتين أو أكثر من خلال المشاركة بزوج واحد أو أكثر من الإلكترونات وذلك من أجل الوصول إلى حالة الاستقرار والتوازن الكيميائي.
حيث إن هذا الترابط يحدث عن طريق الجذب الإلكتروستاتيكي لأنه يتكون بين الجزيئات المتشابهة في الكهروسلبية أي التي بإمكانها أن تقوم بمشاركة نفس العدد من الإلكترونات لتحقيق الاستقرار.
إذ يعزى السبب وراء ذلك إلى رغبة الجزئيات في ملء المدار الاخير لديها بالإلكترونات حتى تستقر، فمن المعروف بأن الإلكترونات تترتب في مدارات محددة حول أنوية الذرات ففي حالة إن لم يمتلئ آخر مدار فيها فلن تكون الجزيئات مستقرة لذا تتم عملية مشاركة الإلكترونات لتحقيق الاستقرار.
فالإلكترونات التي تملأ المدار الأخير ولقدرتها على تحقيق الاستقرار تُعرف باسم إلكترونات التكافؤ.
ومن الجدير بالذكر أن الرابطة التساهمية لا تتشكل إلا عندما تكون الطاقة الإجمالية المتعلقة بالذرات المترابطة أقل مقارنةً بالطاقة الإجمالية الموجودة في الذرات المتفرقة.
حيث ستميل حينها الذرات إلى المشاركة بأزواج الإلكترونات لتحقيق قاعدة الثمانية والتي تنص على أن الذرات تتجه للارتباط عندما يكون عدد الإلكترونات الموجود في مجالها الخارجي يساوي 8 إلكترونات أي عندما تكون الجزيئات أكثر استقرارًا نظرًا لأن جميع المدارات ستكون ممتلئة.
تفسير تكون الرابطة التساهمية
تتخذ الرابطة التساهمية عدة مراحل لكي تحدث، حيث إنها تبدأ عندما تكون الجزئيات ذات طاقات التأين العالية للغاية غير قادرة عند حدوث التفاعل الكيميائي على التخلص من إلكتروناتها، في حين أن الجزيئات ذات الألفة الإلكترونية التي تتصف بكونها ضعيفة غير قادرة على جذب الإلكترونات إليها أثناء التفاعل الكيميائي من جزئ مجاور، إذ تتكون الرابطة التساهمية لهذه الجزيئات مما يتيح لها مشاركة الإلكترونات دون أن يتعرض أي من الجزئين لخسارة أي إلكترونات.
أنواع الروابط التساهمية من حيث العدد
يتحدد نوع الرابطة التساهمية المتكونة من خلال عدد أزواج الإلكترونات التي تشترك بين ذرتين، كما سنبين في السطور التالية:
الرابطة الأحادية (Single Bond)
تحدث الرابطة التساهمية الأحادية عندما تشارك كل ذرة من إلكترونات المدار الخارجي لها والتي تُعرف باسم إلكترونات التكافؤ بزوج واحد فقط.
فمن أبرز الأمثلة عليها الرابطة الأحادية التي توجد بين ذرات الهيدروجين (H2)، حيث من الممكن تمثيلها بالصورة (H-H).
ومن الجدير بالذكر أن هذا النوع يعد من أضعف الروابط مقارنةً بالرابطة الثنائية والثلاثية، كما أن كثافته أصغر ولكنه يعد الأكثر استقرارًا.
الرابطة الثنائية (Double Bond)
في الرابطة التساهمية الثنائية تشارك كل ذرة بزوجين من إلكترونات المدار الخارجي أي إلكترونات التكافؤ إذ يتم المشاركة بأربعة إلكترونات.
حيث تمثل الرابطة بين ذرات ثاني أكسيد الكربون (Co2) أشهر الأمثلة عليها ويُمكن تمثيلها بالرابطة (O=C=O).
ويُجدر بالإشارة إلى أن الرابطة الثنائية تعد أقوى من الأحادية ولكنها أقل استقرارًا.
الرابطة الثلاثية (Triple Bond)
تشارك كل ذرة في الرابطة التساهمية الثلاثية بثلاثة أزواج من إلكترونات التكافؤ أي 6 إلكترونات.
ومن الأمثلة عليها هي الرابطة بين ذرات غاز النيتروجين (N2)، ويتم تمثيلها بالصورة (N≡N).
وتعد الرابطة الثلاثية بمثابة أضعف أنواع الروابط التساهمية على الإطلاق.
الرابطة التساهمية القطبية والغير قطبية
تنقسم الروابط التساهمية إلى قسمين من حيث القطبية وهما الروابط التساهمية القطبية والغير قطبية حيث تتسم كل منهما بالآتي:
الروابط التساهمية القطبية
تتكون الروابط القطبية بين الجزيئات التي تختلف في الكهروسلبية، أي عندما لا تكون الإلكترونات المشتركة بين الذرات تم مشاركتها بالتساوي.
حيث تمتلك الذرات التي لها طاقة كهروسالبية أعلى قوة جذب أقوى مقارنةً بغيرها تجاه الإلكترونات.
وهو ما يجعل الإلكترونات المشتركة عادةً أقرب إلى الذرة التي لها قدرة كهربية عالية مما يؤدي إلى جعلها أيضًا مشتركة ولكن بشكل غير متساوٍ.
أي أنه في الروابط القطبية يتشارك الجزيئان الإلكترونات إلا أن أحدهما يقوم بجذب الإلكترونات إليه بصورة أقرب من الآخر.
ويعزى السبب وراء ذلك إلى كون فرق الكهروسلبية بين الجزيئيين يتراوح ما بين 0.4 إلى 1.7 g.
ففي حالة إن زاد عن 1.7 لا تتكون أي رابطة تساهمية، بل تصبح أيونية نظرًا لجذب أحد الجزيئيين الإلكترونات إلى مداره بقوة كبيرة مقارنةً بالجزيء الآخر مما يتسبب في جعل الإلكترونات في مداره وحده دون أن يتم مشاركتها، لذلك تكون الرابطة في الحالة الأيونية وليست التساهمية.
ومن الجدير بالذكر أن الروابط التساهمية القطبية واسعة الانتشار بين المركبات العضوية، ومن أبرز الأمثلة عليها:
الماء (H2O).
الأوزن (O3).
الكبريتيد (S2 -).
الروابط التساهمية غير القطبية
تنشأ الروابط التساهمية غير القطبية والتي تُعرف أيضًا باسم الروابط النقية عندما يتم تشارك الذرات لإلكتروناتها بشكل متساوٍ.
أي أن كل ذرة يكون لها نفس المقدار من الطاقة الكهروسالبية نظرًا لكونها من نفس النوع من العناصر.
إذ ستلغي الكهروسالبية بعضها مما يجعل الذرات مشتركة بالتساوي.
وهذه الرابطة تحدث ففي الغالب في جزئيات الغاز ومن أبرز الأمثلة عليها:
ذرات غاز النيتروجين (N2).
ذرات غاز الهيدروجين (H2).
ويُجدر بالإشارة إلى أن فرق الكهروسلبية بين الجزيئات التي ترتبط بالروابط غير القطبية لا يتعدى 0.4 مثل (CH4).
تتكون الرابطة التساهمية بين فلز ولا فلز
لا تتكون الرابطة التساهمية بين فلز ولا فلز فإن هذه العبارة خاطئة، حيث إن هذه الرابطة تحدث وكما أسلفنا ذكرًا نتيجة مشاركة ذرتين بزوج أو أكثر من الإلكترونات وتتم بين العناصر اللافلزية مثل تلك التي تنشأ بين ذرة الهيدروجين والأكسجين بهدف تكوين جزئ الماء، ومن الجدير بالذكر أن الرابطة التي تتكون بين فلز ولا فلز هي الرابطة الأيونية لأنها تنشأ من فقدان واكتساب الإلكترونات بين هذه المواد مثل الرابطة الأيونية في مركب كلوريد الصوديوم حيث إن الصوديوم عنصر فلزي والكلور عنصر لا فلزي.
أنواع الروابط الكيميائية القوية
إن الروابط الكيميائية القوية تتكون عبر التجاذب الكهروستاتيكي بين الذرات لكي تصل في النهاية إلى حالة الاستقرار، وهي تتضمن الرابطة التساهمية والتي تحدثنا عنها بالتفصيل إلى جانب الروابط الآتية:
الرابط الأيونية
تتم عندما تتخلى ذرة عن أحد الإلكترونات لديها لذرة أخرى من أجل تحقيق الاستقرار الإلكتروني لكل منهما.
حيث تتغير خصائص الذرات خلال هذا النوع من التفاعل مقارنةً بالروابط التساهمية.
وهي تتضمن في الغالب معدنًا وذرة غير فلزية، ومن أشهر الأمثلة عليها الرابطة في كلوريد الصوديوم والذي يُطلق عليه ملح الطعام.
الرابطة المعدنية
تتم بين ذرات المعادن، حيث إن المعادن تعد مانحًا جيدًا للإلكترون، فهي تتخلى عن الإلكترونات لكي تصبح مستقرة مثلما يحدث في الرابطة الأيونية.
ونظرًا لأنها تكون محاطة بذرات معدنية أخرى فقد لا تقبل الشحنة الكهربائية لذا عادةً ما تتجمع الإلكترونات سويًا ليحصل الكل عليها لبعض الوقت مما يؤدي إلى تشكل الرابطة التساهمية.
ومن الجدير بالذكر أن الروابط المعدنية تمتلك طاقة أقل مقارنةً بغيرها لهذا فهي الأكثر استقرارًا.
