أنواع الترابط في البلورات

تترابط الذرات أثناء التفاعلات الكيميائية لتؤدي إلى تكوين بلورات. تُعرَّف البلورات بأنها حالة صلبة للمادة يتم فيها تجميع الذرات معًا بإحكام. السمة المميزة للبلورات هي أن شكلها الصلب متماثل من جميع الجوانب. يسمى الشكل الهندسي المحدد للبلورات بالشبكة البلورية. عندما تتحد إلكترونات الذرات مع الذرات المحيطة ، تكتمل الرابطة الكيميائية وتتكون البلورات.

عندما تتشكل البلورات الأيونية ، تقفز الإلكترونات في مداراتها لترتبط بالذرة الداعمة المقابلة. إن التركيبة الناتجة من القوى الكهروستاتيكية سالبة أو موجبة الشحنة تعمل على استقرار الأيونات. قام الفيزيائي تشارلز أوغستين دي كولوم بتعريف هذه القوى الكهروستاتيكية ، أو قوى كولومبيك ، في شكل قانون. وفقًا لقانون كولوم ، فإن قوى الجذب المتكونة بين الذرات تسحب الذرات معًا ، ويتكرر هذا الإجراء بشكل عكسي بسبب الشحنات المتشابهة بين الأيونات نفسها. ينتج عن هذا رابطة قوية جدًا للذرات في البلورات. تنسب هذه القوى الشديدة الكثافة نقاط انصهار عالية وهياكل صلبة لهذه البلورات.

الرابطة التساهمية ، كما يوحي الاسم ، هي بنية بلورية لا تترك فيها الإلكترونات مداراتها. بدلاً من ذلك ، يتم مشاركة الإلكترونات بين ذرتين. الإلكترون المشترك بهذه الطريقة يربط كل ذرتين متجاورتين. تشارك الذرات المربوطة أيضًا إلكترونًا آخر من الذرات المجاورة لها وما إلى ذلك. تؤدي الرابطة التساهمية بين ذرات المادة إلى تكوين بلورة هندسية.

رابطة Van der Waals هي تفاعل ضعيف بين ذرات مادة ما ، ينتج عنه بلورات ناعمة الاتساق. يمتلئ المدار الخارجي للذرات بالكامل بالإلكترونات المشتركة ، لكن شحنتها تستمر في الانتقال.

تتشكل الرابطة الهيدروجينية عندما تنجذب ذرة الهيدروجين نحو الإلكترونات المقابلة للذرات المقابلة. هذا يتداخل مع تكوين البلورات. ذرة الهيدروجين ، بعد ارتباطها بذرة أخرى ، يتم سحبها نحو الشحنة السالبة للجزيء المجاور. هذا يحصر ذرة الهيدروجين بين شحنتين سالبتين. توجد روابط الهيدروجين بشكل شائع في بلورات الجليد ، حيث يتم تعبئة ذرات الهيدروجين بإحكام بين ذرتين من الأكسجين.

في تكوين البلورات المعدنية ، تتحرر جميع الإلكترونات من المدارات الذرية من مساراتها. تتجمع هذه معًا وتشكل سحابة. ينجذب هذا التجمع بأكمله من خلال مراكز الذرات موجبة الشحنة. هذا الانجذاب يبقي الذرات متماسكة. جميع المعادن تشكل بلورات من هذا النوع. نظرًا لأن الإلكترونات حرة في التحرك في المركب ، فإن البلورات المتكونة تكون عالية التوصيل.