الروابط التساهمية

2011 التفاعلات الكيميائية

گريستا وست

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

تتكوّن الرابطة التساهمية عندما تتشارك ذرّتان لافلزيتين بإلكترونات بعضها البعض كي تصبحا مستقرتين. فبدلاً من انتقال إلكترون واحد إلى الغلاف الخارجي لذرّة أخرى، تتداخل الأغلفة مع بعضها البعض بهدف مشاركة الإلكترون. ويصبح كل إلكترون مرتبطاً بنواة الذرّتين. تسمى مجموعة الذرّات المتماسكة مع بعضها بواسطة روابط كهذه «الجزيء التساهمي ».

وتشكل ذرّات الهيدروجين أبسط أنواع الجزيئات التساهمية، فالهيدروجين له إلكترون واحد فقط ويحتاج إلى إلكترونين فقط كي يصبح مستقراً (بدلاً من ثمانية إلكترونات). تشارك ذرّة الهيدروجين إلكترونها مع ذرّة هيدروجين أخرى، مكوّنة بذلك جزيء ( H2 ). ويوجد الهيدروجين في الطبيعة على شكل (H2 ). وهناك أيضاً ستة عناصر أخرى تكوّن جزيئاتها بالطريقة نفسها، وهي الأكسجين (O2) والنيتروجين ( N2 ) والفلور ( F2 ) والكلور ( Cl2 ) والبرومين ( Br2 ) واليود

( I2 ).

بما أن كافة الروابط التساهمية تنطوي على مشاركة الإلكترونات، فإن المركّبات التساهمية تشترك بخواص متماثلة. هناك نوعان من بلورات المركّبات التساهمية؛ يشبه النوع الأول البلورات الأيونية؛ لأن كافة الذرّات مرتبطة مع بعضها البعض بواسطة رابطة قوية. ومثال ذلك الماسّ، وهو شكل صلب جداً للكربون النقي، ويعدّ من أكثر المواد المعروفة صلابة. كما أن ثاني أكسيد السيلكون، وهو الاسم العلمي للرمل والكوارتز، يكوّن أيضاً بلورات قاسية

جداً بالطريقة ذاتها. ويتميز الماسّ وثاني أكسيد السيلكون بدرجتي انصهار وغليان عاليتين بسبب متانة شبكة روابطهما داخل بلوراتهما.

أما الشكل الآخر من المركّبات التساهمية، فلا يكوّن البلورات بالطريقة نفسها، لأن

هذه المركّبات تفتقر إلى قوى متينة تربط الجزيئات مع بعضها. وبدلاً من ذلك، تقوم قوى ضعيفة فقط، تسمى قوى «فان دير فال » بجذب الجزيئات نحو بعضها. ونظراً لضعف هذه القوى، تتكوّن الأجسام الصلبة فقط عند درجات حرارة باردة جداً. وفي الظروف العادية، تكون المركّبات التساهمية إما غازات أو سوائل. على سبيل المثال، يكون ثاني أكسيد الكربون عادة على شكل غاز ولا

يكوّن بلورات إلا عند درجات حرارة منخفضة جداً.

ولأن الإلكترونات في المركّبات التساهمية تخضع للمشاركة، فليس هناك أية جسيمات مشحونة حرة الحركة لتوصيل الكهرباء. لذلك تعدّ المركّبات التساهمية من العوازل الجيدة.

يُطلق على المركّبات التساهمية التي تضم الكربون (C) والهيدروجين ( H ) اسم المركّبات العضوية. تحترق معظم هذه الأشكال من المركّبات بسهولة عند تعرضها للأكسجين وتُستخدم كوقود.

فالجازولين (البنزين)، مثلاً، عبارة عن مزيج يضم العديد من المركّبات العضوية. ويستخدم مصطلح «عضوي » للإشارة إلى هذه المركّبات، لأن عدداً كبيراً منها تكوّن بالأصل من كائنات حية.