مقدمة
وفقًا لما اقترحه الكيميائي جي.إن. لويس، تسعى ذرات العناصر، باستثناء الغازات النبيلة، باستمرار إلى تحقيق حالة الاستقرار. لتحقيق هذا الهدف، تدخل الذرات في تفاعلات متنوعة لتشكيل روابط أيونية، تساهمية، أو فلزية. الجدير بالذكر أن الذرات تصل إلى الاستقرار عندما يكون لديها توزيع إلكتروني مماثل للغازات النبيلة، أي بوجود ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ.
الفروق الجوهرية بين الروابط
الجدول التالي يوضح أهم الاختلافات بين نوعين أساسيين من الروابط الكيميائية: الرابطة الفلزية والرابطة الأيونية:
| الرابطة الفلزية | الرابطة الأيونية |
|---|---|
| التعريف: هي نوع من الروابط الكيميائية التي تتكون داخل شبكة بلورية من الفلزات. | التعريف: هي نوع من الروابط الكيميائية التي تتشكل بين أيونين يحملان شحنات كهربائية متعاكسة. |
| تكوين الروابط: تنشأ الرابطة بين الأيونات الموجبة للفلز والإلكترونات سالبة الشحنة الحرة الحركة. | تكوين الروابط: تتكون الرابطة بين أيونين، أحدهما موجب (+) والآخر سالب (-). |
| الكهرسلبية: لا تؤثر الكهرسلبية للذرات على قوة الرابطة، لأنها تتكون بين أيونات الفلز نفسه. | الكهرسلبية: تؤثر الكهرسلبية للذرات على قوة الرابطة، لأنها تتكون بين أيونين مختلفين في الكهرسلبية، وتكون عالية (أكثر من 2). |
| القوة: أضعف من الرابطة الأيونية. | القوة: أقوى من الرابطة الفلزية. |
| الموصلية الكهربائية: موصلة للكهرباء في الحالة الصلبة. | الموصلية الكهربائية: غير موصلة للكهرباء في الحالة الصلبة. |
| الذائبية: تختلف باختلاف الفلز؛ بعضها يتفكك في الماء، وبعضها الآخر لا يتفاعل معه. | الذائبية: تتفكك إلى أيونات عند وضعها في محلول مائي. |
| أمثلة: الصوديوم (Na)، البوتاسيوم (K). | أمثلة: كلوريد الصوديوم (NaCl)، يوديد البوتاسيوم (KI). |
أوجه التوافق بين الارتباطين
تتشارك الروابط الفلزية والأيونية في بعض الخصائص الهامة، والتي تتضمن:
- تمتلك كل من المركبات الفلزية والأيونية درجات انصهار وغليان مرتفعة.
- تتواجد كلتاهما في الحالة الصلبة عند درجة حرارة الغرفة.
- تظهر كلتاهما موصلية حرارية وكهربائية عالية (في الحالة السائلة بالنسبة للأيونية).
- تعتمد كلتاهما على التجاذب الكهروستاتيكي بين الشحنات المتعاكسة.
آلية تشكيل الروابط الكيميائية
تتكون الروابط الكيميائية من خلال عمليات محددة تتضمن تفاعلات بين الذرات.
كيفية نشأة الرابطة الأيونية
تتكون المركبات الأيونية، التي تجمع بين الفلزات الموجودة في الجانب الأيسر من الجدول الدوري واللافلزات الموجودة في الجانب الأيمن العلوي، عبر الخطوات التالية:
- تفقد ذرة الفلز إلكترونات التكافؤ الموجودة في مدارها الأخير، مما يؤدي إلى تكوين أيون فلز موجب الشحنة (كاتيون).
- يكتسب اللافلز الإلكترونات المفقودة بسبب كهروسلبيته العالية، مكونًا أيونًا سالب الشحنة (أنيون).
- يحدث التجاذب الكهروستاتيكي بين الأيون الموجب والأيون السالب، مكونًا الرابطة الأيونية.
كيفية نشأة الرابطة الفلزية
تتشكل الرابطة الفلزية بين ذرات الفلزات من خلال الخطوات التالية:
- تتحول ذرات الفلز إلى أيونات موجبة الشحنة (كاتيونات) بفقدانها للإلكترونات.
- تطلق الفلزات الإلكترونات في غلافها الخارجي، وتنتشر هذه الإلكترونات على شكل سحابة بين الأيونات الموجبة.
- يحدث التجاذب الكهروستاتيكي بين الأيونات الموجبة والإلكترونات السالبة، مكونًا الرابطة الفلزية.
مقارنة بين المعادن واللامعادن
تُصنف العناصر إلى فلزات ولا فلزات بناءً على خصائصها الفيزيائية والكيميائية المتباينة. الجدول التالي يوضح أبرز هذه الفروقات:
| الفلزات | اللافلزات |
|---|---|
| اللمعان: لامعة. | اللمعان: قاتمة. |
| الموصلية: موصلة جيدة للكهرباء والحرارة. | الموصلية: موصلة سيئة للكهرباء والحرارة. |
| درجة الانصهار: عالية. | درجة الانصهار: قليلة مقارنة بالفلزات. |
| الكثافة: عالية. | الكثافة: منخفضة. |
| المطاوعة: قابلة للسحب والطرق وتشكيل الصفائح والأسلاك. | المطاوعة: غير قابلة للتشكيل. |
| الحالة الفيزيائية: صلبة في درجة حرارة الغرفة (باستثناء الزئبق). | الحالة الفيزيائية: متنوعة (صلبة، سائلة، غازية)؛ الصلبة منها هشة. |
| الصوت: رنانة عند الطرق عليها. | الصوت: لا تمتلك خاصية الرنين. |
| الموقع في الجدول الدوري: الجانب الأيسر. | الموقع في الجدول الدوري: الجانب الأيمن (باستثناء الهيدروجين). |
| نوع الأكسيد: أكسيد قاعدي. | نوع الأكسيد: أكسيد حمضي. |
| الكهرسلبية: منخفضة، تميل إلى فقد الإلكترونات. | الكهرسلبية: عالية، تميل إلى اكتساب أو مشاركة الإلكترونات. |
| أمثلة: النحاس (Cu)، الزنك (Zn). | أمثلة: الكبريت (S)، الكربون (C)، النيتروجين (N)، الفسفور (P)، الأكسجين (O)، السيلينيوم (Se)، الهالوجينات، الغازات النبيلة. |
المصادر
- Madhu,”Difference Between Ionic Bonding and Metallic Bonding”,differencebetween.
- “Ionic, covalent, and metallic bonds “,Chemistrylearner.
- Barry Wills, James Finch,Wills’ Mineral Processing Technology, Page 417-438.
- Robert Ouellette, David Rawn,Principles of Organic Chemistry, Page 1-32.
- Anne Helmenstine (2/5/2021),”Metals Versus Nonmetals – Comparing Properties”,Thoughtco.
