تبلیغات
شیمی سوم راهنمایی - پــیوندهــای شـیـمیـایـی
 
شیمی سوم راهنمایی

درباره وبلاگ


شیمی سوم راهنمایی

من امین مرآتی هستم دانش آموز سال سوم راهنمایی مدرسه ی نمونه دولتی نوآوران در کنگاور که با کمک های فراوانی که آقای گرمسیری و آقای سلیمی به من کرده اند توانسته ام این وبلاگ را نوشته و تقدیم به همه ی بچه های ایران کنم .

امین مرآتی
AminMerati24@Gmail.com

مدیر وبلاگ : امین مرآتی
نویسندگان
نظرسنجی
بحث شیمی را تا چه اندازه دوست دارید ؟








جمعه 23 دی 1390 :: نویسنده : امین مرآتی
    اتم‌ها به جای آنكه به صورت منفرد بمانند، تمایل دارند به یدیگر بپیوندند، به هم پیوستن اتم‌ها با تشكیل پیوندهای شیمیایی صورت می‌گیرد. پیوندهای شیمیایی نبروهای جاذبه‌ای هستند كه در تمام مواد،  اتم‌ها را به یكدیگر متصل می‌كنند. تشكیل پیوند بین اتم‌ها با تغییر آرایش الكترونی آنها همراه است. در حقیقت، این الكترون‌های لایه‌ی ظرفیت اتم‌ها هستند كه سبب تشكیل پیوندهای شیمیایی می‌شوند.
انواع پیوندها
1- پیوند یونی: نیروی جاذبه قویی است كه بین یون‌های با بار مخالف وجود دارد. این پیوند نتیجه‌ی انتقال الكترون از اتم فلز به اتم نافلز است. پیوند یونی را پیوند الكترووالانسی نیز می‌نامند. ترکیبات یونی متشکل از تعداد زیادی آنیون وكاتیون هستند که با طرح معین هندسی در کنار هم قرار گرفته‌اند و یک بلور بوجود می‌آورند. هر بلور ، به سبب جاذبه‌های منفی ـ مثبت یونها به هم ، نگه داشته شده است.  فرمول شیمیایی یک ترکیب یونی نشانه ساده ‌ترین نسبت یونهای مختلف برای به وجود آوردن بلوری است که از نظر الکتریکی خنثی باشد.
خواص تركیب های یونی
الف- رسانایی الکتریکی :
رسانایی الکتریکی مواد مرکب یونی مذاب به این علت است که وقتی قطب‌هایی با بار مخالف در این مواد مذاب قرار گیرد و میدان الكتریكی برقرارشود، یون ها آزادانه به حرکت در می‌آیند. این حرکت یونها بار یا جریان را از یک‌جا به جای دیگر منتقل می‌کنند. در جسم جامد که یونها بی‌حرکت‌اند و نمی‌توانند آزادانه حرکت کنند، جسم خاصیت رسانای الکتریکی ندارد.
ب- سختی :
سختی مواد مرکب یونی به علت پیوند محکم میان یونهای با بار مخالف است. برای پیوندهای قوی انرژی بسیاری لازم است تا یون‌ها از هم جدا شوند و امکان حرکت آزاد حالت مذاب را پیداکنند. انرژی زیاد به معنی نقطه جوش بالا است که خود از ویژگی‌های مواد مرکب یونی است.
ج- شکنندگی :
مواد مرکب یونی شکننده‌اند. زیرا که ساختار جامد آنها آرایه منظمی از یونهاست. مثلا ساختار سدیم کلرید (NaCl) را در نظر بگیرید. هرگاه یک سطح از یونها فقط به فاصله یک یون در هر جهت جابجا شود، یونهایی که بار مشابه دارند درکنار یکدیگر قرار می‌گیرند و یکدیگر را دفع می‌کنند و چون جاذبه‌ای در کار نیست بلور می‌شکند. سدیم کلرید را نمی‌توان با چکش کاری ، به ورقه‌های نازک تبدیل کرد. با چنین عملی بلور نمک خرد و از هم پاشیده می‌شود.
گروههای حاوی پیوند یونی
پس از جدا شدن یک الکترون از یک  اتم معین ، جداشدن الکترونهای بعدی به ترتیب مشکل تر می‌شود. زیرا با از دست رفتن هر الکترون بار مؤثر زیادتری می‌شود و الکترونهای باقیمانده را محکمتر نگاه می‌دارد. بطور خلاصه یونهای مثبت وقتی تشکیل می‌شوند که اتم‌های فلزی یک الکترون گروه(IA )  ،  دو الکترون گروهIIA) ) و یا سه الکترون گروه (IIIA) به اتم‌های غیر فلزی می‌دهند. یونهای حاصل آرایش الکترونی یکسان با یک گاز نجیب دارند.
a- عناصرگروه( IA )  فلزات قلیایی Li    :  ، Na ، K ، Rb ، Cs ، هر یک به ترتیب یک الکترون بیشتر از گازهای نجیب  (He ، Kr ، Ne ، Ar ، Xe  ) دارند. اگر هر یک از این فلزات از هر اتم یک الكترون از دست بدهند، جزء باقیمانده  آرایش الكترونی گاز نجیب متناظر خود را پیدا می‌کند. مثلا ،    Li  یک الکترون والانس در آرایش حالت پایه دارد. از دست دادن یک الکترون موجب می‌شود که Li ساختار الکترونی He را پیداکند. یک اتم  Li که فقط دو الکترون و سه الكترون داشته باشد، بار+ 1 خواهد داشت.
b- عناصر گرو(IIA)   فلزات قلیایی خاكی :  هریک دو الکترون والانس دارند. پس برای اینکه Mg ، Ca ، Sr ، Ba ساختار گاز نجیب را به دست آورند اتم‌های هرعنصر باید دو الکترون از دست بدهند. از دست رفتن دو الکترون موجب می‌شود که دو پروتون در هسته خنثی نشده بماند. پس هر یون بار + 2خواهد داشت. برای جدا شدن سومین الکترون لازم است جفت الکترونهای تراز اصلی با انرژی پایین‌تر شکسته شود. این امر انرژی زیادتری می‌خواهد.
C- عناصر گروه( VIIA) هالوژنها
یونهای مثبت در حضور یونهای منفی پایدار می‌شوند. خنثی شدن بار ، هر دو نوع یون را پایدار می‌کند. یونهای منفی پایدار ، از اتم‌هایی که شش یا هفت الکترون والانس دارند، تولید می‌شوند. این گونه اتم‌ها آنقدر الکترون بدست می‌آورند تا ساختار گاز نجیب را پیدا کنند. مثلا اتم‌های عناصر گروه VIIA (هالوژن‌ها) هفت الکترون والانس دارند و هر یک ، یک الکترون می‌خواهند تا آرایش الکترونی یک گاز نجیب را پیدا کنند.

اگر اتم‌های F ، Cl ، Br ، I هر یک ، یک الکترون بدست آورند، یونهای حاصل یعنی F-، Cl-، Br وI-  به ترتیب آرایش الکترونی گازهای نجیب  (Ne ، Ar ، Kr ، Xe  ) را خواهند داشت.
d- عناصر گروه (VIA) گروه اکسیژن
اتم عناصر (VIA) برای رسیدن به ساختار الکترونی یک گاز نجیب هریک دو الکترون نیاز دارند. اضافه شدن دو الکترون به هر اتم ، سبب تولید آنیون (یون دو بارمنفی) می‌شود.
 بطور خلاصه غیرفلزات یک ، دو ، یا سه الکترون از فلزات می‌گیرند و یون منفی ایجاد می‌کنند.این یون های منفی همگی الکترون های والانس جفت شده و آرایش هشت الکترونی پایدار گازهای نجیب را دارند.

2- پیوند كووالانسی:
میلیون‌ها ماده مركب  شناخته شده است كه فقط از غیر فلزات ترکیب یافته‌اند. این مواد مرکب فقط شامل عناصری هستند که در هر اتم 4، 5 ،6 یا 7  الکترون والانس دارند. بنابراین الکترون‌های والانس اتم‌های غیر فلزی ، آنقدر زیاد است که اتم‌ها نمی‌توانند با از دست دادن آنها ساختار یک گاز نجیب را به دست آورند. معمولا غیر فلزات با جفت کردن الکترون‌ها پیوند ایجاد می‌کنند و در این فرآیند به ساختار یک گاز نجیب می‌رسند.
یكی دیگر از راه ‌هایی كه یك اتم می‌تواند به آرایش الكترونی پایدار برسد، این است كه با یك یا چند اتم دیگر الكترون به اشتراك بگذارد. هنگامی كه دو اتم الكترون به اشتراك می‌گذارند، نیروی جاذبه‌ای بین آنها بوجود می‌آید كه سبب به هم پیوستن آن دو اتم به یكدیگر می‌شود و این نیروی جاذبه به پیوند كووالانسی نام دارد.     آنچه اتم‌های یک ملکول را به هم نگه می‌دارد، پیوند کووالانسی است، در تشکیل پیوند کووالانسی الکترون‌ها ، به جای آنکه از اتمی به اتم دیگر منتقل شوند، میان دو اتم به اشتراک گذاشته می‌شوند. استحکام پیوند کووالانسی ناشی از جاذبه متقابل دو هسته مثبت و ابر منفی الکترون‌های پیوندی است. یا به عبارت دیگر مربوط به آن است که هر دو هسته الکترونهای مشترکی را جذب می‌کنند.                                                                                                    
  شرط تشکیل پیوند کوولانسی: لازمه تشکیل پیوند کوولانسی بین دو اتم ، این است که هر یک از دو اتم در آخرین تراز انرژی خود لااقل یک اوربیتال نیمه پر داشته باشند.
انواع پیوند کووالانسی
الف- پیوند یگانه کووالانسی
پیوند یگانه کووالانسی متشکل از یک جفت الکترون (دارای اسپین مخالف) است که اوربیتالی از هر دو اتم پیوند شده را اشغال می‌کند. ساده‌ترین نمونه اشتراک در مولکول‌های دو اتمی گازهایی از قبیل F2 ، H2 و Cl2 دیده می‌شود. اتم هیدروژن فقط یک الکترون دارد هرگاه دو اتم هیدروژن تک الکترون‌های خود را به اشتراک بگذارند، یک جفت الکترون حاصل می‌شود.      H ― H , H : H                   پیوند یگانه
این جفت الکترون پیوندی متعلق به کل مولکول هیدروژن است و به آرایش الکترونی پایدار گاز نجیب هلیم می‌رسد. هراتم  هالوژن ، هفت الکترون والانس دارد. با تشکیل یک پیوند کووالانسی بین دو تا از این اتم‌ها ، هر اتم به آرایش الکترونی هشت تایی ، که ویژه گازهای نجیب است، می‌رسد.
ب- پیوند چند گانه
بین دو اتم ، ممکن است بیش از یک پیوند کووالانسی تشکیل شود در این موارد گفته می‌شود که اتم‌ها با پیوند چند گانه به هم متصل‌اند. دو جفت الکترون مشترک را پیوند دو گانه و سه جفت الکترون مشترک را پیوند سه گانه می‌نامند. اغلب می‌توان تعداد پیوندهای جفت الکترونی را که یک اتم در یک مولکول بوجود می‌آورد از تعداد الکترون‌های مورد نیاز برای پر شدن پوسته والانس آن اتم ، پیش‌بینی کرد.
چون برای نا فلزات شماره گروه در جدول با تعداد الکترون‌های والانس برابر است، می‌توان پیش بینی کرد که عناصر گروه VIIA مثل) Cl با هفت الکترون والانس) ، برای رسیدن به هشت تای پایدار ، یک پیوند کووالانسی ، عناصر گروه VIA مثل O و) S با شش الکترون والانس) دو پیوند کووالانسی ، عناصر VA مثل N و) P با پنج الکترون والانس) سه پیوند کووالانسی و عناصر گروه IVA مثل C (با چهار الکترون والانس) چهار پیوند کووالانسی به وجود خواهند آورد.  :Ö=C=Ö:      پیوند دو گانه  ،     پیوند سه گانه   ،   چهار پیوند كربن كه یك پیوند سه گانه  و یك پیوند یگانه تشكیل داده ااست.

3- پیوند داتیو (كووالانسی كوئوردینانس):
 كلمه‌ی داتیو به زبان یونانی یعنی بخشنده این پیوند زمانی تشكیل می‌شود كه یك اتم دارای زوج الكترون تنها و اتم دیگر اوربیتال خالی داشته باشد.
پیوند داتیو
شرط تشکیل پیوند داتیو:در تشکیل پیوند داتیو باید اتمی که الکترون به اشتراک می‌گذارد، در آخرین لایه ، حداقل یک جفت الکترون غیر پیوندی داشته باشد و اتم دیگر نیز حداقل دارای یک اوربیتال خالی در آخرین لایه باشد ).اوربیتال: فضایی است كه احتمال حضور بیشترین الكترون را داشته باشد .) 
اتم نیتروژن با سه اتم هیدروژن ، پیوند کووالانسی معمولی تشکیل می‌دهد و به آرایش الکترونی گاز بی‌اثر می‌رسد. پس از این عمل ، برای نیتروژن یک جفت الکترون غیر پیوندی باقی می‌ماند که می‌تواند آن را بصورت داتیو در اختیار اتمهایی که به آن نیاز دارند، قرار دهد. از سوی دیگر ، اتم هیدروژن که یک  الکترون در اوربیتال آن موجود است، هر گاه این الکترون را از دست بدهد، به یون H+تبدیل می‌شود که اوربیتال 1S آن خالی است.حال هرگاه این یون به مولکول آمونیاک نزدیک شود، با آن پیوند داتیو برقرار می‌کند و خود را به آرایش الکترونی گاز بی‌اثر می‌رساند  (NH4+) این مجموعه که یون آمونیوم نامیده می‌شود، در بسیاری از ترکیبات مانند کلرید آمونیومNH4Cl) ) و هیدروکسید آمونیوم(NH4OH) وجود دارد.
اندازه گیری‌های انجام شده نشان می‌دهد که انرژی و طول هر چهار پیوند نیتروژن _ هیدروژن در یون آمونیوم کاملا یکسان است. این امر منطقی نیز به نظر می‌رسد، زیرا پیوند داتیو نیز مانند پیوند کووالانسی معمولی یک جفت الکترون است که بین هسته اتم نیتروژن و هسته اتم هیدروژن قرار گرفته استکلرید آلومینیوم نیز با یون Cl- ترکیب می‌شود و یون AlCl 4- تولید می‌کند که در آن هر چهار پیوند AL - Cl از نظر طول و انرژی یکسان هستند.        
   4- پیوندهای فلزی                                                                                  
پیوند فلزی: نیروی جاذبه‌ای كه از تأثیر متقابل الكترون‌های غیر مستقر (یعنی همان الكترون‌های لایه‌ی ظرفیت) و ذره‌های مثبت شبكه‌ی بلور فلز به وجود می‌آید عامل پیدایش پیوند فلزی می‌باشد
فلزات به وسیلة رسانایی الكتریكی بالا، جلای فلزی و چكش‌خواری مشخص می‌شوند. كدام آرایش پیوندی می‌تواند پدید آورندة این خواص باشد؟ فلزات در حالت جامد بلورهایی تشكیل می‌دهند كه در آنها هر اتم با هشت یا دوازده اتم فلز احاطه شده است.
نظر به این كه فلزات در تراز بیرونی خود فقط 1،2 یا 3 الكترون دارند، اتم های آنها با اتم های مجاور خود پیوندهای كووالانسی عادی تشكیل نمی‌دهند و چون اتمهای یك عنصر نیروی جاذبة یكسانی نسبت به الكترونهای خود دارند، اتم های فلز تمایلی به تشكیل یون در بلور فلز ندارند. در اینجا، بلور فلز وقتی تشكیل می‌شود كه اتمها در كنار یكدیگر جمع می‌شوند و اوربیتال های تراز بیرونی تمام اتم ها با یكدیگر همپوشانی می‌كنند. در این حالت الكترون ها می‌توانند به راحتی از یك اتم به اتم دیگر حركت كنند. در اینجا گفته می‌شود كه الكترون ها غیرمستقرند زیرا این الكترونها در یك «مكان» به عنوان بخشی از یك یون یا پیوند كووالانسی معین قرار نگرفته‌اند. اگر یك میدان الكتریكی خارجی اعمال كنیم، الكترونها در درون فلز به جریان می‌افتند و جریان الكتریكی به وجود می‌آید. الكترونها غیرمستقر به آسانی با نور بر هم كنش داشته، جلای فلزی را به وجود می‌آورند. وقتی فلزات را با چكش می‌كوبیم، اتمها تغییر آرایش می‌دهند و الكترونها نیز در اوربیتالهای اتمها در مكانهای جدید جابجا می‌شوند. الكترونهای غیرمستقر كه اتمهای فلزی را به یكدیگر متصل نگه می‌دارند پیوند فلزی را به وجود می‌آورند.
خواص فلزات با تعداد الكترونهای بیرونی آنها معین می‌شود. فلزات گروه (IA)1 در هر اتم فقط یك الكترون بیرونی دارند. این فلزات نرم هستند. فلزات گروه(IIA)2 دو الكترون بیرونی دارند و در مقایسه با فلزات گروه (IA)1 سخت‌ترند. اما، در فلزات واسطه، الكترونهای اوربیتالهای d ممكن است در تشكیل پیوند فلزی شركت كنند. بسیاری از این فلزات بسیار سخت هستند.
عناصر گروه (IIIB) 3 تا (VIB)6 سه تا شش الكترون غیرمستقر دارند. در عناصر گروههای (VIIB)7 تا (VIIIB)10، تعداد الكتروهای غیرمستقر همان شش الكترون است زیرا الكترونهای تراز فرعی d این عناصر در پیوند فلزی شركت ندارند. تعداد الكترونهای غیرمستقر به ازای هر اتم با فلزات گروههای (IB)11 و (IIB)12 رو به نقصان می‌گذارد. گروههای (IIIA)13 تا (VIIIA)18، نافلزند و از خواص فلزی آنها به سرعت كاسته می‌شود.
پیوند فلزی قوی در فلزات ساختمانی مانند آهن، كروم و نیكل، این فلزات را سخت و محكم ساخته است. به طوركلی، عناصر واسطه، سخت‌ترین و محكمترین عناصر هستند. بعضی از فلزات كه الكترونهای غیرمستقر كمتری دارند را می‌توان با سایر فلزات تركیب كرد و آلیاژ تشكیل داد و به این ترتیب باعث استحكام فلز شد. خواص این آلیاژها از خواص عناصر خالص سازندة آلیاژ متفاوت است.

منبع:
sad4552000.persiangig.com/audio/document/P.doc


   



نوع مطلب :
برچسب ها :


صفحات جانبی
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :