تكوين الروابط لمجموعة 3

2011 الفلزات و أشباه الفلزات

گريستا وست

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

إن إلكترونات التكافؤ الثلاثة الموجودة في الأغلفة الخارجية لفلزّات (المجموعة 3) هي المفتاح لمعرفة كيفية تفاعلها مع العناصر الأخرى. وكي تصبح الذرّات مستقرة، ينبغي على ذرّة أحد هذه الفلزّات الاستغناء عن إلكتروناتها الثلاثة من أجل تفريغ غلافها.

تترابط معظم الفلزّات عن طريق الروابط الأيونية، لكن عناصر (المجموعة 3) تستطيع أيضاً تكوين الروابط التساهمية. تتكوّن الرابطة الأيونية عندما تتجاذب الأيونات ذات الشحنات المتعاكسة نحو بعضها البعض. أما ذرّات فلزّات (المجموعة 3) تكوّن الروابط من خلال الاستغناء عن إلكتروناتها الخارجية الثلاثة وتصبح، على سبيل المثال (Al3+). تنجذب هذه الأيونات الموجبة إلى الأيونات ذات الشحنة السالبة التي كسبت إلكترونات.

تتكوّن الرابطة التساهمية عندما تشارك

الذرّات أزواجاً من الإلكترونات بدلاً من الاستغناء عنها أو كسبها، ونتيجة لهذه المشاركة يصبح بإمكان كل ذرّة ملء غلافها الخارجي بالإلكترونات فتصبح أكثر استقراراً، وإن بعض مركّبات (المجموعة 3)، مثل يوديد الألمنيوم (AlI3) تساهمية، مع أن معظم فلزّات (المجموعة 3) مركّبات أيونية.

الألومينا (Al2O3) مثال نموذجي للمركّب الأيوني، إذ يتكوّن عند تلامس الألمنيوم مع الأكسجين (O2) الموجود في الهواء. ونكتب معادلة هذا التفاعل الكيميائي على النحو التالي:

ففي كل جزيء ألومينا يرتبط أيونان Al3+ مع ثلاثة أيونات O2-.

يشكل الألومينا طبقة رقيقة على سطح الفلزّ، مما يمنع وصول الأكسجين إلى الفلزّ النقي أسفل الألومينا، وبالتالي يعجز التفاعل عن الاستمرار.

الجاليوم والإنديوم والثاليوم جميعها أشد تفاعلاً من الألمنيوم؛ والثاليوم هو الأكثر تفاعلاً (انظر صفحة 18-19) لأنه الفلزّ الذي يحوي أكبر الذرّات حجماً. ويجب حفظ الثاليوم تحت الماء لمنعه من التفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء.