الروابط التساهمية القطبية Polar Covalent Bonds
- تتكون الروابط التساهمية القطبية نتيجة عدم جذب الذرات لإلكترونات الرابطة المشتركة بالقوة نفسها.
- وتُشبه الرابطة التساهمية القطبية رياضة شد الحبل بين فريقين غير متساويي القوى، فعلى الرغم من إمساك كلٍّ منهما بالحبل إلا أن الفريق الأقوى يسحب الحبل جهته.
- وعندما تتكون الرابطة القطبية تُسحب أزواج الإلكترونات المشتركة في اتجاه إحدىالذرات، لذا تمضي الإلكترونات وقتًا أطول حول هذه الذرة، وينتج عن ذلك شحنة جزئية عند نهايتي الرابطة.
- يستخدم الحرف الأغريقي δ ليمثل الشحنة الجزئية في الرابطة التساهمية القطبية وتمثل الشحنة δ+ شحنة موجبة جزئية ، وتمثل δ- شحنة سالبة جزئية.
- الشكل التالي يوضح الشحنات فى حمض الهيدروكلوريك
- تضاف δ+ و δ- إلى الشكل الجزيئي لتوضيح قطبية الرابطة التساهمية حيث تكون الشحنة الجزئية السالبة عند طرف الذرة ذات الكهروسالبية الأكبر. أما الشحنة الموجبة الجزئية عند طرف الذرة ذات الكهروسالبية الأقل. وتعرف الرابطة القطبية الناتجة بثنائية القطب.
القطبية الجزيئية
- تكون الجزئيات ذات الروابط التساهمية قطبية أو غير قطبية، ويعتمد نوع الرابطة على مكان وطبيعة الروابط التساهمية فى الجزئ.
- ومن الخواص المميزة للجزئيات غير القطبية أنها لا تنجذب للمجال الكهربي، الأ أن الجزئيات القطبية تنجذب للمجال الكهربائي.
- ويعود السبب في ذلك إلى أن الجزيئات القطبية ثنائية الأقطاب، لها شحنات جزئية عند أطرافها، لذا تكون الكثافة الإلكترونية غير متساوية عند الطرفين. وينتج عن ذلك تأثر الجزيئات القطبية بالمجال الكهربائي والانتظام داخله.
القطبية وشكل الجزئ
يمكنك معرفة سبب كون بعض الجزئيات قطبية وبعضها الآخر غير قطبي بمقارنة جزئ الماء H2O وجزئ رباعي كلوريد الكربون CCl4 حيث لكلا الجزيئين روابط تساهمية قطبية.
حيث نجد أن الكهروسالبية بين ذرتي الهيدروجين والأكسجين يساوي 1.24 ، والفرق في الكهروسالبية بين ذرتى الكلور والكربون 0.61. وعلى الرغم من وجود اختلاف في فرق الكهروسالبية الإ أن الرابطة H-O وروابط C-Cl جميعها روابط تساهمية قطبية.
- واعتماداً على الصيغ الجزيئية نجد أن لكلا الجزيئين أكثر من رابطة تساهمية قطبية، ولكن جزئ الماء فقط قطبي.
الماء جزئ قطبي
- الكهروسالبية بين ذرتي الهيدروجين والأكسجين يساوي 1.24 (أى تنحصر القيمة بين 0.4- 1.7) لذلك تتكون روابط تساهمية قطبية.
- يكون شكل جزيء H2O كما هو محدد من خلال نموذج VSEPR منحنياً بسبب وجود زوجين من الألكترونات غير المرتبطة على ذرة الأكسجين المركزية.
- لجزئ الماء طرفان دائمان، أحدهما موجب، والآخر سالب لأن روابطة القطبية غير متماثلة لذا فهو مركب قطبي.
جزئ رباعي كلوريد الكربون غير قطبي
- الفرق في الكهروسالبية بين ذرتى الكلور والكربون 0.61 (أى تنحصر القيمة بين 0.4- 1.7) لذلك تتكون روابط تساهمية قطبية.
- جزئ CCl4 يكون رباعي الأوجه، أي متماثل. لذا يكون مقدار الشحنة من أى مسافة عن المركز مساويًا لمقدار الشحنة عند المسافة نفسها.
- يكون مركز الشحنة السالبة على كل ذرة كلور ، في حين يكون مركز الشحنة الموجبة على ذرة الكربون.
- ولأن الشحنات الجزئية متساوية لذا يكون جزئ CCl4 غير قطبي.
- وعادة ما تكون الجزيئات المتماثلة غير قطبية. أما الجزيئات غير المتماثلة فتكون قطبية إذا كانت الروابط قطبية.
جزئ النشادر NH3 قطبي
- الفرق في الكهروسالبية بين ذرتى النيتروجين والنيتروجين 0.84 (أى تنحصر القيمة بين 0.4- 1.7) لذلك تتكون روابط تساهمية قطبية.
- يكون لجزئ النشادر ذرة نيتروجين مركزية وثلاث ذرات هيدروجين جانبية، وله شكل مثلث هرمي بسبب أزواج الإلكترونات غير المرتبطة التي توجد على ذرة النيتروجين.
- أن توزيع الشحنة غير متساوٍ؛ لأن الجزيء غير متماثل، لذا يكون الجزيء قطبيًّا.
قابلية ذوبان الجزئيات القطبية
- تبين هذة الخاصية الفيزيائية قدرة مادة ما على الذوبان في مادة اخرى.
- ويحدد نوع الرابطة وشكل الجزيء مدى قابليته للذوبان.
- وعادة ما تكون الجزيئات القطبية والمركبات الأيونية قابلة للذوبان في المواد القطبية.
- أما الجزيئات غير القطبية فتذوب فقط في مواد غير قطبية