الصيغ الكيميائية: تعريفها وأنواعها وأهميتها

مقدمة حول التركيب الكيميائي

الكون من حولنا يتكون من مواد مختلفة، وهذه المواد تتكون بدورها من ذرات. هذه الذرات تتحد مع بعضها البعض لتكوين ما يُعرف بالمركبات الكيميائية. هذه المركبات تلعب دوراً حيوياً في حياتنا اليومية، حيث تدخل في تركيب كل شيء تقريباً، من الماء الذي نشربه إلى الهواء الذي نتنفسه. المركب الكيميائي هو مادة تتشكل نتيجة اتحاد ذرات عنصرين أو أكثر معاً. يمكن تحليل هذه المركبات إلى مواد أبسط من خلال عمليات كيميائية وفيزيائية. ومن الأمثلة الشائعة على المركبات الكيميائية: الماء وثاني أكسيد الكربون. يوجد أكثر من مئة عنصر كيميائي مختلف، وتوجد هذه العناصر إما بشكل نقي أو مترابطة مع عناصر أخرى لتكوين مركبات كيميائية.

كيفية تمثيل المركبات بالصيغ

تعتبر الصيغة الكيميائية وسيلة مختصرة للتعبير عن تركيب المركبات الكيميائية. فهي توضح أنواع الذرات المكونة للمركب وأعدادها النسبية. من بين الصيغ الكيميائية المعروفة:

• H₂O (الماء)
• CO₂ (ثاني أكسيد الكربون)
• NaCl (ملح الطعام)

لكتابة صيغة كيميائية صحيحة، يجب اتباع الخطوات التالية:

1. كتابة الأيون الموجب مع شحنته (A^+x) متبوعاً بالأيون السالب (B^-z).

2. تحديد مقدار الشحنة أسفل كل عنصر، مع إهمال الإشارة (سواء كانت موجبة أو سالبة).

3. تبديل قيم الشحنات بين الأيونين لتحديد عدد ذرات كل عنصر في المركب، بحيث يكون المركب متعادلاً كهربائياً.

مثال: لتكوين كلوريد الحديد (Iron Chloride):

لدينا أيون الكلور (Cl^–) وأيون الحديد (Fe⁺³). بتطبيق الخطوات المذكورة، تكون الشحنات: Cl^-1 Fe⁺³. بعد تبديل الشحنات، نحصل على الصيغة النهائية للمركب: FeCl₃.

مفهوم التكافؤ الكيميائي

التكافؤ هو مقياس لقدرة الذرة على الارتباط بذرات أخرى. بمعنى آخر، هو عدد الروابط الكيميائية التي يمكن أن تشكلها الذرة. يمكن تعريف التكافؤ بأنه عدد الإلكترونات التي تحتاجها الذرة لملء مدارها الخارجي. بالنظر إلى عناصر الجدول الدوري، تتراوح قيم التكافؤ بين 1 و 7. وفيما يلي أمثلة على ذلك:

• المجموعة الأولى: تكافؤها 1، مثل الصوديوم (Na).
• المجموعة الثانية: تكافؤها 2، مثل المغنيسيوم (Mg).
• المجموعة الثالثة: تكافؤها 3، مثل الألومنيوم (Al).
• المجموعة الرابعة: تكافؤها 4، مثل الكربون (C).
• المجموعة الخامسة: تكافؤها 5، مثل النيتروجين (N).
• المجموعة السادسة: تكافؤها 6، مثل الأكسجين (O).
• المجموعة السابعة: تكافؤها 7، مثل الكلور (Cl).

مثال: لنأخذ ذرة الكربون (C) كمثال. العدد الذري للكربون هو 6، وعند توزيع الإلكترونات نجد أن المدار الأخير يحتوي على 4 إلكترونات. هذا يعني أن ذرة الكربون تحتاج إلى 4 إلكترونات إضافية لملء مدارها الأخير، وبالتالي فإن تكافؤ ذرة الكربون هو 4.

المصادر

• Richard O.C. Norman,”Chemical compound”،www.britannica.com
• “Symbol, Formulae and Naming of Compounds”,www.hemantmore.org
• “Valence Definition in Chemistry”,www.thoughtco.com