2.10: الروابط التساهمية

نظره عامه

عندما يتشارك اثنان من الذرات الإلكترونات لإكمال أغلفة التكافؤ الخاصة بهم ، تُخلق رابطة تساهمية. الكهرسلبية للذرة ، _ القوة التي يتم بها جذب الإلكترونات المشتركة نحو الذرة _ تحدد كيفية مشاركة الإلكترونات. الجزيئات التي تتشكل بالروابط التساهمية ، تكون إما قطبية أو غير قطبية. تشكل الذرات ذات الكهرسلبية المتماثلة ، روابط تساهمية غير قطبية؛ حيث يتم تقاسم الإلكترونات بالتساوي. أما الذرات ذات الكهرسلبية المختلفة فتتشارك الإلكترونات بشكل غير متساو ، مخلقة روابط قطبية.

يتم تشكيل الروابط التساهمية بإثنين من الإلكترونات المشتركة

عدد الروابط التساهمية التي يمكن أن تكونها الذرة ، يحدده كم من إلكترونات التكافؤ لديها. الأكسجين ، على سبيل المثال ، لديه ستة من أصل ثمانية إلكترونات تكافؤ محتملة ، و هذا يعني أن كل ذرة أكسجين تحتاج إلى اثنين من الإلكترونات أكثر ، لتصبح مستقرة. يمكن للأكسجين أن يشكل رابطة واحدة مع ذرتين أخريين ، كما يفعل عندما يشكل الماء بذرتين هيدروجين (الصيغة الكيميائية H₂O). و يمكن للأكسجين أيضا أن يشكل رابطة مزدوجة مع ذرة واحدة أخرى تحتاج أيضا إلى اثنين من الإلكترونات أكثر لإكمال ثمانيه (على سبيل المثال ، ذرة أكسجين أخرى). الكربون لديه أربعة إلكترونات التكافؤ ، و بالتالي يمكن أن يشكل أربعة روابط تساهمية ، كما هو الحال في الميثان (CH₄).

عندما يتم إنشاء رابطة تساهمية ، تشترك كلتا الذرتين في زوج من الإلكترونات في مدار هجين ، يختلف في شكله عن المدار الطبيعي. تشترك الإلكترونات في الرابطة ، و بالتالي المدار ، في مسار معدل حول نواة كل من الذرتين. إن الروابط التساهمية قوية ، و بمجرد تكوينها ، لا يمكن كسرها بالقوى المادية.

الكهرسلبية تحدد ما إذا كان الجزيء قطبي أو غير قطبي

الكهرسلبية ، هي ميل الذرة لجذب الإلكترونات في الرابطة. الذرة الأكثر كهربية هي الفلور. بدءا من الفلور في الزاوية اليمنى العليا من الجدول الدوري (بحذف الغازات النبيلة في العمود أقصى اليمين) ، تميل كهربية الذرات إلى الانخفاض ، مع الحركة القطرية لليسار باتجاه أسفل الجدول الدوري ، بحيث تكون الذرات الأدنى كهربية في الزاوية اليسرى السفلية (على سبيل المثال ، فرانسيوم ، أو Fr). إذا كانت الذرات لديها كهرسلبية مختلفة للغاية ، فإنها من المرجح أن تكون الأيونات بدلا من الروابط التساهمية. و مع ذلك ، بالنسبة للذرات التي تشكل روابط تساهمية مع بعضها البعض ، تحدد قيم الكهرسلبية الخاصة بها ، ما إذا كانت الرابطة قطبية أو غير قطبية.

الرابطة غير القطبية هي الرابطة التي يتم فيها تقاسم الإلكترونات بالتساوي ، و لا توجد شحنة عبر الجزيء. و على النقيض من ذلك ، تحدث الرابطة القطبية عندما تكون ذرة واحدةلها كهرسلبية أكثر من الذرة الأخرى و تسحب الإلكترونات نحوها. يكون للروابط القطبية شحنة سالبة جزئية على جانب و شحنة موجبة جزئية من جهة أخرى ، و هو أمر مهم ، لأنه يتسبب في تصرف الجزيئات القطبية بشكل مختلف عن الجزيئات غير القطبية.

الجزيئات القطبية هي محبة للماء ، لأن شحناتهم الجزئية تجذبهم إلى جزيئات أخرى مشحونة ، مما يعني أيضاً أنها قابلة للذوبان في الماء. و يقال إن الجزيئات غير القطبية _ تلك التي تحتوي على امتدادات طويلة من الهيدروكربونات ، مثل الدهون _ هي جزيئات كارهه للماء. على عكس الجزيئات القطبية ، فإن الجزيئات غير القطبية لن تذوب في الماء. غالباً ما تكون الخلايا محاطة بالسوائل و تحتوي على السيتوبلازمات التي تحتوي على الماء. و هكذا ، فإن الطريقة التي يتفاعل بها الجزيء مع الماء و الجزيئات المشحونة الأخرى ، تؤثر على كيفية نقله و استخدامه من قبل الخلايا.