دور از آخرین نقش در سطح شیمیایی سازمان جهان، روش اتصال ذرات ساختاری، پیوند متقابل است. اکثریت قریب به اتفاق مواد ساده، یعنی غیر فلزات، به استثنای گازهای بی اثر، دارای پیوند کووالانسی غیرقطبی هستند. فلزات در شکل خالص خود روش خاصی برای پیوند دارند که از طریق اجتماعی شدن الکترون های آزاد در شبکه بلوری تحقق می یابد.
همه مواد پیچیده (به جز برخی از مواد آلی) دارای پیوندهای شیمیایی قطبی کووالانسی هستند. در ادامه به انواع و نمونه های این ترکیبات پرداخته خواهد شد. در این بین، باید مشخص شود که کدام ویژگی اتم بر قطبش پیوند تأثیر می گذارد.
الکترونی منفی
اتم ها یا بهتر بگوییم هسته های آنها (که همانطور که می دانیم دارای بار مثبت هستند) توانایی جذب و نگه داشتن چگالی الکترون را دارند، به ویژه در هنگام تشکیل یک پیوند شیمیایی. این خاصیت الکترونگاتیوی نامیده شد. در جدول تناوبی، مقدار آن در دوره ها و زیر گروه های اصلی عناصر رشد می کند. مقدار الکترونگاتیوی همیشه ثابت نیست و می تواند تغییر کند، به عنوان مثال، هنگام تغییر نوع هیبریداسیون کهاوربیتال های اتمی.
پیوندهای شیمیایی، که انواع و نمونه های آن در زیر نشان داده خواهد شد، یا بهتر است بگوییم، محلی سازی یا جابجایی جزئی این پیوندها به یکی از شرکت کنندگان اتصال، دقیقاً با ویژگی الکترونگاتیوی یک یا عنصر دیگر توضیح داده می شود. تغییر به اتمی که برای آن قوی تر است رخ می دهد.
پیوند غیر قطبی کووالانسی
"فرمول" یک پیوند کووالانسی غیر قطبی ساده است - دو اتم با طبیعت یکسان، الکترون های لایه ظرفیت خود را به یک جفت مشترک می پیوندند. چنین جفتی مشترک نامیده می شود زیرا به طور مساوی به هر دو شرکت کننده در صحافی تعلق دارد. به لطف اجتماعی شدن چگالی الکترون به شکل یک جفت الکترون است که اتم‌ها با تکمیل سطح الکترونیکی بیرونی خود به حالت پایدارتری می‌رسند، و «هشت» (یا «دوگانه» در مورد یک ماده هیدروژنی ساده H2، دارای یک اوربیتال منفرد S است که برای تکمیل آن به دو الکترون نیاز دارد) حالت سطح بیرونی است که همه اتم ها به آن میل دارند، زیرا پر شدن آن مطابق با حالت با حداقل انرژی.
نمونه‌ای از پیوند کووالانسی غیرقطبی در شیمی آلی و، مهم نیست که چقدر عجیب به نظر می‌رسد، اما در شیمی آلی نیز وجود دارد. این نوع پیوند در همه مواد ساده - غیر فلزات، به جز گازهای نجیب ذاتی است، زیرا سطح ظرفیت یک اتم گاز خنثی از قبل تکمیل شده است و دارای یک هشت الکترون است، به این معنی که پیوند با یک مشابه باعث نمی شود. آن را حس می کند و حتی از نظر انرژی کمتر مفید است. در مواد آلی، عدم قطبیت در مولکول های منفرد رخ می دهدیک ساختار خاص و مشروط است.
پیوند قطبی کووالانسی
نمونه ای از پیوند کووالانسی غیر قطبی به چند مولکول از یک ماده ساده محدود می شود، در حالی که ترکیبات دوقطبی که در آنها چگالی الکترون تا حدی به سمت یک عنصر الکترونگاتیو تر تغییر می کند اکثریت قریب به اتفاق است. هر ترکیبی از اتم ها با مقادیر الکترونگاتیوی متفاوت یک پیوند قطبی می دهد. به طور خاص، پیوندهای موجود در مواد آلی، پیوندهای قطبی کووالانسی هستند. گاهی اوقات اکسیدهای یونی و معدنی نیز قطبی هستند و در نمک ها و اسیدها نوع یونی اتصال غالب است.
به عنوان یک مورد شدید از اتصال قطبی، گاهی اوقات نوع یونی ترکیبات در نظر گرفته می شود. اگر الکترونگاتیوی یکی از عناصر به طور قابل توجهی بیشتر از عنصر دیگر باشد، جفت الکترون به طور کامل از مرکز پیوند به آن منتقل می شود. به این ترتیب جدا شدن به یون ها اتفاق می افتد. کسی که یک جفت الکترون می گیرد به آنیون تبدیل می شود و بار منفی می گیرد و کسی که یک الکترون از دست می دهد به کاتیون تبدیل می شود و مثبت می شود.
نمونه هایی از مواد معدنی با نوع پیوند کووالانسی غیرقطبی
مواد با پیوند غیر قطبی کووالانسی، به عنوان مثال، همه مولکول های گاز دوتایی هستند: هیدروژن (H - H)، اکسیژن (O=O)، نیتروژن (در مولکول آن 2 اتم با یک پیوند سه گانه به هم متصل هستند. (N ≡ N)); مایعات و جامدات: کلر (Cl - Cl)، فلوئور (F - F)، برم (Br - Br)، ید (I - I). و همچنین مواد پیچیده متشکل از اتم های عناصر مختلف، اما با همان واقعیمقدار الکترونگاتیوی، برای مثال، هیدرید فسفر - pH3.
ارگانیک و اتصال غیرقطبی
واضح است که همه مواد آلی پیچیده هستند. این سوال مطرح می شود که چگونه ممکن است در یک ماده پیچیده پیوند غیرقطبی وجود داشته باشد؟ اگر کمی منطقی فکر کنید پاسخ بسیار ساده است. اگر مقادیر الکترونگاتیوی عناصر جفت شده به میزان ناچیزی متفاوت باشد و گشتاور دوقطبی در ترکیب ایجاد نکند، چنین پیوندی را می توان غیرقطبی در نظر گرفت. این دقیقاً وضعیت کربن و هیدروژن است: همه پیوندهای C-H در مواد آلی غیر قطبی در نظر گرفته می شوند.
نمونه ای از پیوند کووالانسی غیرقطبی، مولکولی از متان، ساده ترین ترکیب آلی است. از یک اتم کربن تشکیل شده است که با توجه به ظرفیت آن، با پیوندهای منفرد با چهار اتم هیدروژن به هم متصل شده است. در واقع، مولکول یک دوقطبی نیست، زیرا تا حدودی به دلیل ساختار چهار وجهی، بارها در آن محلی سازی نشده است. چگالی الکترون به طور مساوی توزیع شده است.
نمونه ای از پیوند کووالانسی غیرقطبی در ترکیبات آلی پیچیده تر وجود دارد. این به دلیل اثرات مزومریک، یعنی خروج پی در پی چگالی الکترون، که به سرعت در طول زنجیره کربن محو می شود، تحقق می یابد. بنابراین، در مولکول هگزا کلرواتان، پیوند C-C به دلیل کشش یکنواخت چگالی الکترون توسط شش اتم کلر غیرقطبی است.
انواع دیگر پیوندها
علاوه بر پیوند کووالانسی که اتفاقاً بر اساس مکانیسم دهنده - گیرنده نیز قابل انجام است، یونی، فلزی وپیوند های هیدروژنی. مشخصات مختصری از دو ماقبل آخر در بالا ارائه شده است.
پیوند هیدروژنی یک برهمکنش الکترواستاتیکی بین مولکولی است که در صورتی مشاهده می شود که مولکول دارای اتم هیدروژن و هر اتم دیگری که دارای جفت الکترون غیر مشترک باشد مشاهده می شود. این نوع پیوند بسیار ضعیف تر از سایرین است، اما با توجه به اینکه تعداد زیادی از این پیوندها می توانند در ماده تشکیل شوند، سهم بسزایی در خواص ترکیب دارد.
