ما معنى أن الماء له روابط قطبية مشتركة؟ سؤال يتعلق بقطبية الماء ، وهي من المشاكل العلمية المشتركة بين الفيزياء والكيمياء. ربما لا يزال الجميع يتذكر الدروس الأولى ، التي عرفنا فيها أن الماء يمكن أن يوجد في ثلاث حالات – سائلة وصلبة وبخار. نظرًا لأن الحالة الأخيرة فقط تتوافق تمامًا مع الصيغة الكلاسيكية لنسبة الماء H2O ، فإن الحالتين الأخريين أكثر تعقيدًا مما يمنحهم خصائص استثنائية.
الجزيئات القطبية
قبل التطرق إلى السؤال حول ما هو المقصود بالقول أن الماء له روابط قطبية مشتركة ، من المهم توضيح مفهوم الجزيئات القطبية ، لأن الأخيرة جزيئات متصلة ببعضها البعض بواسطة روابط قطبية غير متطابقة ، وهي ذات شحنات. تختلف السالبية الكهربية للذرات والتوزيع الإلكتروني غير المتوازن في ترابطها ، بحيث تتميز بقابليتها للذوبان في الماء ، وهذه المركبات الأيونية هي نفسها مركبات قطبية.
الرابطة التساهمية القطبية
الرابطة التساهمية القطبية هي أحد التفاعلات الذرية المختلفة ، وهي روابط لا يتساوى فيها توزيع الإلكترون المزدوج ، حيث يتم التعبير عن هذا الاختلاف في الكهربية ، لذلك نجد أن الذرة الأكثر كهربة سالبة تحتوي على شحنة جزئية سالبة ، بينما الأخرى ، أقل كهربية ، يحتوي على شحنة جزئية موجبة.
يساعد الاختلاف في الكهربية في تحديد طبيعة الرابطة بين الذرات. إذا كان فرق الكهربية بين ذرتين أكبر من 1.7 ، فإن الرابطة تعتبر أيونية. إذا كانت أقل من 1.7 ، تعتبر الرابطة تساهمية ذات طبيعة قطبية. إنها تساوي هذه القيمة ، ثم تعتبر الرابطة 50٪ أيونية و 50٪ تساهمية H2 أو O2.
ما معنى أن الماء له روابط قطبية مشتركة؟
الماء عبارة عن جسم يتكون من جزيئات ترتبط فيه ذرة أكسجين بذرتين من الهيدروجين ويسمى كيميائيًا H2O ، وتتكون جميع الذرات من نواة بها جزيئات وبروتونات ذات شحنة كهربائية موجبة وإلكترونات تدور حولها وجسيمات بها شحنة كهربائية سالبة ، حيث تتشكل رابطة كيميائية بين ذرتين ، تجمع إلكترونًا واحدًا أو أكثر ينتمون إلى كلتا الذرتين ، وليس إحداهما فقط.
في حالة الماء ، يميل الأكسجين إلى امتصاص الإلكترونات بقوة أكبر من الهيدروجين لأن عنصر الأكسجين يحمل ثماني ذرات ويحتاج إلى اثنتين أخريين للاستقرار ، بينما يحتاج الهيدروجين إلى ذرة واحدة فقط لكي تكون مستقرة ، لذلك يتشارك العنصران الإلكترونات لأن نواتهما أكثر الأكسجين الجذاب لأنه أكبر في الحجم والنتيجة قطبية ، فتصبح ذرة الأكسجين موجبة وذرة الهيدروجين تصبح سالبة.
تجربة عملية تظهر الروابط القطبية في الماء
يمكن تأكيد إجابة السؤال “ما المقصود بالقول أن الماء له روابط قطبية مشتركة؟” من خلال التجربة البسيطة التالية:
يتم فرك المسطرة البلاستيكية بقطعة قماش أو سترة صوفية ، حيث يؤدي هذا الإجراء إلى “كسر” الإلكترونات ونقل الشحنات الكهربائية إلى المسطرة ، والتي تعتبر عازلًا ، ثم يرى الماء طفيفًا. الانحراف إلى الجانب لأن جزيئات الماء ، التي لها قطبية ، حساسة للشحنات الكهربائية التي تتحرك باتجاه المسطرة.
أمثلة على المركبات القطبية
بعد توضيح إجابة السؤال عن المقصود بالقول أن الماء له روابط قطبية مشتركة ، كان ينبغي أن نقدم بعض الأمثلة على المركبات القطبية ، والتي تشمل:
- الأمونيا – NH 3.
- ثاني أكسيد الكبريت هو SO2.
- كبريتيد الهيدروجين – H 2 S.
- الإيثانول هو C2H6O.
- فلوريد الهيدروجين HF.
في وقت سابق من هذا المقال ، قدمنا إجابة لسؤال ما المقصود بالمياه ذات الروابط القطبية المشتركة ، حيث توضح الإجابة التفاعلات المختلفة للماء مع المركبات القطبية وعدم تفاعلها مع المركبات غير القطبية مثل البترول ، وعززناها تجربة وأمثلة للمركبات القطبية.