تعريف الرابطة التساهمية
تُعتبر الرابطة التساهمية نوعًا من الروابط الكيميائية، حيث يتميز هذا النوع بقوة الترابط بين الذرات. تتشكل الرابطة التساهمية عندما تشارك ذرتان أو أكثر أزواجًا من الإلكترونات لتحقيق حالة من الاستقرار والتوازن الكيميائي. يعتمد هذا الترابط على التفاعل الإلكتروستاتيكي، وعادةً ما تحدث عندما تكون الطاقة الكلية للذرات المترابطة أقل من الطاقة التي كانت عليها تلك الذرات عندما كانت منفصلة.
تميل الذرات إلى المشاركة بأزواج من الإلكترونات لتحقيق ما يُعرف بقاعدة الثمانية (بالإنجليزية: octet rule)، والتي تشير إلى أن الذرات تسعى لتحقيق حالة من الاستقرار من خلال جعل عدد الإلكترونات في غلافها الخارجي يصل إلى ثمانية. وبهذه الطريقة، تكتسب الجزيئات مزيدًا من الاستقرار، حيث تملأ المدارات الإلكترونية بالكامل.
أنواع الروابط التساهمية وفقًا لعدد الأزواج المشتركة
يعتمد نوع الرابطة التساهمية المتشكلة بين الذرات على عدد أزواج الإلكترونات التي يتم تبادلها. وفيما يلي عرض لأنواع هذه الروابط:
الرابطة الأحادية (Single Bond)
تُعرف الرابطة الأحادية بأنها الرابطة التي تُساهم فيها كل ذرة بزوج واحد من إلكترونات الغلاف الخارجي (إلكترونات التكافؤ). على سبيل المثال، الرابطة الأحادية بين ذرات الهيدروجين (H2) تمثل بالصورة (H–H). ويُعتبر هذا النوع من الروابط ضعيفًا مقارنةً بالروابط الثنائية والثلاثية، إلا أنه يُظهر استقرارًا أكبر.
الرابطة الثنائية (Double Bond)
تُعرف الرابطة الثنائية بأنها الرابطة التي تُشارك فيها كل ذرة بزوجين من إلكترونات التكافؤ، أي ما مجموعه أربعة إلكترونات. من الأمثلة عليها الرابطة الثنائية بين ذرات ثاني أكسيد الكربون (CO2) التي تمثل بالصورة (O=C=O). تعتبر هذه الرابطة أقوى من الرابطة الأحادية ولكنها أقل استقرارًا.
الرابطة الثلاثية (Triple Bond)
تُعتبر الرابطة الثلاثية هي الرابطة التي تُشارك فيها كل ذرة بثلاثة أزواج من إلكترونات التكافؤ، أي ستة إلكترونات. مثال على ذلك الرابطة الثلاثية بين ذرات غاز النيتروجين (N2) التي تمثل بالصورة (N≡N). يُعتبر هذا النوع من الروابط الأضعف among الثلاثة أنواع العامة للروابط التساهمية.
أنواع الروابط التساهمية بناءً على القطبية
يمكن تقسيم الروابط التساهمية من حيث القطبية إلى فئتين:
- روابط تساهمية قطبية: تتشكل هذه الروابط عندما لا تُشارك الإلكترونات بشكل متساوٍ بين الذرات، حيث تكون لكل ذرة كهروسالبية مختلفة. وبالتالي، تمتلك الذرات ذات الكهروسالبية العالية جذبًا أقوى للإلكترونات، مما يؤدي إلى تكدس الإلكترونات بالقرب من الذرة ذات القدرة الكهربية الأعلى. ومن الأمثلة عليها: الماء (H2O)، والأوزون (O3)، والكبريتيد (S2−).
- روابط تساهمية غير قطبية: تتشكل هذه الروابط عندما تُشارك الذرات إلكتروناتها بالتساوي، حيث يكون لكل الذرات نفس مقدار الطاقة الكهروسالبية لأنها من نفس النوع من العناصر. ويتم إلغاء تأثير الكهروسالبية، مما يسمح بتوزيع متساوي للإلكترونات. تحدث هذه الروابط عادةً في جزيئات الغاز، ومن الأمثلة عليها غاز الهيدروجين (H2) وغاز النيتروجين (N2).
أنواع الروابط الكيميائية القوية
تتكون الروابط الكيميائية القوية نتيجة لانتقال الإلكترونات أو التجاذب الكهروستاتيكي بين الذرات، مما يؤدي إلى تحقيق حالة استقرار للذرات. وهذا يعني أن الذرات لن بحاجة إلى التفاعل بسبب التوازن الموجود بينها. بالإضافة إلى الروابط التساهمية، تتشكل أنواع أخرى من الروابط الكيميائية، مثل:
- الرابطة الأيونية: تحدث هذه الرابطة عندما تتخلى ذرة عن أحد إلكتروناتها لذرة أخرى، مما يؤدي إلى تحقيق الاستقرار الإلكتروني لكلتا الذرتين. تتضمن الروابط الأيونية بشكل عام وجود معدن وذرة غير فلزية، والأكثر شهرةً في هذا النوع هو كلوريد الصوديوم المعروف بملح الطعام.
- الرابطة المعدنية: تُعتبر الرابطة المعدنية النوع الرئيسي من الروابط الكيميائية بين ذرات المعادن، حيث تشترك هذه الروابط في خصائص مع الروابط الأيونية والتساهمية. من الناحية الكيميائية، فإن المعادن تتصرف كمانح للإلكترون وتحتاج إلى التخلي عن إلكتروناتها لتصبح مستقرة. بسبب محيطها من الذرات المعدنية الأخرى، تتجمع الإلكترونات، مما يؤدي إلى تشكيل روابط مشابهة للروابط التساهمية. تعتبر الروابط المعدنية أقل طاقة مقارنةً بالأنواع المذكورة سابقًا، مما يجعلها الأكثر استقرارًا.