الروابط المتينة

2011 الكيمياء العضوية

مارتن گلويز

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

إن الهيدروكربونات مركّبات تساهمية؛ لأن ترابط الذرّات في جزيئاتها يعود لمشاركة الإلكترونات.يمكن أن تأخذ ذرّات الكربون شكل سلاسل طويلة لأن الرابطة بين ذرّتي الكربون مستقرة جداً. ويرجع سبب ذلك إلى أن ذرّات الكربون

لها غلاف إلكترونات خارجي نصف مكتمل (انظر الصفحة 9). كما أن الرابطة بين ذرّة الهيدروجين وذرّة الكربون قوية أيضاً، وتكوّن ذرّات الهيدروجين روابط مستقرة للسبب نفسه الذي تكوّن فيه ذرّات الكربون تلك الروابط. فذرّات الهيدروجين لها غلاف إلكترون واحد. ويستطيع هذا الغلاف احتواء إلكترونين فقط، بينما تملك ذرّات

الهيدروجين إلكتروناً واحداً فقط. ونتيجة لذلك، يكون غلاف إلكتروناتها نصف مكتمل، كما هو الحال بالنسبة لذرّة الكربون.

تستطيع ذرّات الهيدروجين تشكيل رابطة واحدة لكل ذرّة، مما يعني عدم قدرتها على تشكيل سلاسل. لكن الهيدروجين يشكل مجموعة من

المركّبات تمتاز بأنها الأكثر تعقيداً وتنوعاً في الكيمياء، عندما تترابط مع الكربون.

الألكانات تتكوّن أبسط المركّبات الهيدروكربونية من ذرّات مترابطة مع بعضها بروابط أحادية. ويُطلق على هذه المجموعة من الهيدروكربونات اسم «الألكانات». وبما أن جزيئات الألكانات مكوّنة من روابط أحادية، فإن لها بنية هرمية مماثلة للماس (انظر الصفحة 10). لكن الذرّات تكوّن سلاسل بدلاً من بناء شبكة متماسكة ومتينة كما في الماس. تتصف أشكال الألكانات والمركّبات العضوية

الأخرى بالتعقيد، لذلك فإن جميع الجزيئات تظهر هنا كمخططات بيانية منبسطة. يُعدّ الميثان أصغر الألكانات، وتكتب صيغته كالتالي (CH4). كما ترتبط ذرّة الكربون بأربع ذرّات هيدروجين. ويُطلق على الألكان التالي، الذي يحوي ذرّتي كربون مترابطتين،

اسم الإيثان (C2H6). وترتبط كل ذرّة كربون في الإيثان بثلاث ذرّات هيدروجين

ويتألف المركّب التالي، البروبين (C3H8)، من ثلاث ذرّات كربون متتالية. أما البوتان (C4H10)، فيضم أربع ذرّات.يزداد حجم جزيئات الألكانات عن طريق إضافة المزيد من ذرّات الكربون، وإن الصيغة العامة للمركّبات هي (CnH(2n+2، حيث يمثل (n) عدد ذرّات الكربون في الجزيء. ففي الميثان، مثلاً، (n=1) لذلك فإن عدد ذرّات الهيدروجين هو (2 × 1) + 2 = 4.