الرابطة التي تنضم إلى ذرتي هيدروجين في جزيء غاز الهيدروجين هي رابطة تساهمية كلاسيكية. من السهل تحليل الرابطة لأن ذرات الهيدروجين تحتوي فقط على بروتون واحد وإلكترون واحد لكل منهما. توجد الإلكترونات في غلاف الإلكترون الفردي لذرة الهيدروجين ، والذي يتسع لإلكترونين.
نظرًا لأن ذرات الهيدروجين متطابقة ، فلا يمكن لأي منهما أخذ الإلكترون من الآخر لإكمال غلافه الإلكتروني وتشكيل رابطة أيونية. نتيجة لذلك ، تشترك ذرتا الهيدروجين في الإلكترونين في رابطة تساهمية. تقضي الإلكترونات معظم وقتها بين نوى الهيدروجين موجبة الشحنة ، وتجذبها إلى الشحنة السالبة للإلكترونين.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تتكون جزيئات غاز الهيدروجين من ذرتين هيدروجين في رابطة تساهمية. تشكل ذرات الهيدروجين أيضًا روابط تساهمية في مركبات أخرى ، كما هو الحال في الماء مع ذرة الأكسجين وفي الهيدروكربونات مع ذرات الكربون. في حالة الماء ، يمكن لذرات الهيدروجين المرتبطة تساهميًا أن تشكل روابط هيدروجينية بين الجزيئات تكون أضعف من الروابط الجزيئية التساهمية. هذه الروابط تعطي الماء بعض خصائصه الفيزيائية.
الروابط التساهمية في الماء
ذرات الهيدروجين في H.
2يشكل جزيء الماء O نفس النوع من الرابطة التساهمية كما في غاز الهيدروجين ولكن مع ذرة الأكسجين. تحتوي ذرة الأكسجين على ستة إلكترونات في غلافها الإلكتروني الخارجي ، والتي تتسع لثمانية إلكترونات. لملء غلافها ، تشترك ذرة الأكسجين في إلكترونين من ذرتي الهيدروجين في رابطة تساهمية.بالإضافة إلى الرابطة التساهمية ، يشكل جزيء الماء روابط جزيئية إضافية مع جزيئات الماء الأخرى. جزيء الماء هو قطبي ثنائي القطب ، مما يعني أن أحد طرفي الجزيء ، وهو طرف الأكسجين ، مشحون سالبًا ، والطرف الآخر مع ذرتي الهيدروجين له شحنة موجبة. تجذب ذرة الأكسجين سالبة الشحنة لجزيء واحد إحدى ذرات الهيدروجين موجبة الشحنة لجزيء آخر ، مكونة رابطة هيدروجين ثنائي القطب. هذه الرابطة أضعف من الرابطة الجزيئية التساهمية ، لكنها تحافظ على جزيئات الماء معًا. تعطي هذه القوى بين الجزيئات خصائص خاصة بالمياه مثل التوتر السطحي العالي ونقطة غليان عالية نسبيًا لوزن الجزيء.
الروابط التساهمية للكربون والهيدروجين
يحتوي الكربون على أربعة إلكترونات في غلافه الإلكتروني الخارجي ، والذي يتسع لثمانية إلكترونات. نتيجة لذلك ، في تكوين واحد ، يشترك الكربون في أربعة إلكترونات مع أربع ذرات هيدروجين لملء غلافه في رابطة تساهمية. المركب الناتج هو CH4والميثان.
في حين أن الميثان بروابطه التساهمية الأربعة مركب مستقر ، يمكن للكربون أن يدخل في تكوينات روابط أخرى مع الهيدروجين وذرات الكربون الأخرى. يسمح تكوين الإلكترون الخارجي الأربعة للكربون بتكوين جزيئات تشكل أساس العديد من المركبات المعقدة. كل هذه الروابط عبارة عن روابط تساهمية ، لكنها تسمح للكربون بمرونة كبيرة في سلوك الترابط.
الروابط التساهمية في سلاسل الكربون
عندما تشكل ذرات الكربون روابط تساهمية مع أقل من أربع ذرات هيدروجين ، تترك إلكترونات رابطة إضافية في الغلاف الخارجي لذرة الكربون. على سبيل المثال ، يمكن لذرتين من الكربون اللتين تشكلان روابط تساهمية مع ثلاث ذرات هيدروجين أن تشكل كل منهما رابطة تساهمية مع بعضها البعض ، وتتقاسم إلكترونات الرابطة الوحيدة المتبقية. هذا المركب هو الإيثان ، ج2ح6.
وبالمثل ، يمكن أن تترابط ذرتان من الكربون مع ذرتي هيدروجين كل منهما وتشكل رابطة تساهمية مزدوجة مع بعضها البعض ، وتتقاسم إلكتروناتها الأربعة المتبقية بينهما. هذا المركب هو الإيثيلين ، ج2ح4. في الأسيتيلين ، سي2ح2، تشكل ذرتا الكربون رابطة تساهمية ثلاثية ورابطة واحدة مع كل من ذرتي الهيدروجين. في هذه الحالات ، يتم تضمين ذرتين فقط من الكربون ، ولكن يمكن لذرات الكربون الاحتفاظ بسهولة بروابط مفردة مع بعضهما البعض واستخدام الباقي للترابط مع ذرات كربون إضافية.
البروبان ، سي3ح8، لديها سلسلة من ثلاث ذرات كربون مع روابط تساهمية واحدة فيما بينها. ذرات الكربون الطرفية لها رابطة واحدة مع ذرة الكربون الوسطى وثلاث روابط تساهمية مع ثلاث ذرات هيدروجين لكل منها. ذرة الكربون الوسطى لها روابط مع ذرتين كربون أخريين وذرتين هيدروجين. يمكن أن تكون هذه السلسلة أطول بكثير وهي الأساس للعديد من مركبات الكربون العضوية المعقدة الموجودة في الطبيعة ، وكلها تستند إلى نفس النوع من الرابطة التساهمية التي تنضم إلى ذرتين من الهيدروجين.