تويت
أنواع الروابط الكيميائية. تميل الذرات إلى ترتيب نفسها في أكثر الأنماط ثباتًا؛ ما يعني أن لديها القدرة على إكمال مدارات إلكتروناتها الخارجية، ويكون ذلك بالانضمام إلى ذرات أخرى. يُشار إلى القوة التي تجمع الذرات معًا في مجموعات تعرف بالجزيئات بـ الرابطة الكيميائية. هنالك نوعان رئيسيان (الرابطة الأيونية و الرابطة التساهمية)، وبعض الأنواع الثانوية من الروابط الكيميائية.
الروابط الكيميائية: الرابطة الأيونية
الرابطة الأيونية هي من الروابط الكيميائية التي تنطوي على نقل الإلكترونات؛ وبهذا تكسب ذرة واحدة إلكترونًا بينما تفقد الأخرى إلكترونًا. أحد الأيونات الناتجة يحمل شحنة سالبة (الأنيون) والأيون الآخر يحمل شحنة موجبة (الكاتيون)، ولأن الشحنات المعاكسة تتجاذب؛ فإن الذرات تترابط معًا لتكوين جزيء.
الروابط الكيميائية: الرابطة التساهمية
هي الرابطة الأكثر شيوعًا في الجزيئات العضوية، وتتمثل الرابطة التساهمية بمشاركة الإلكترونات بين ذرتين. يُشكل زوج الإلكترونات المشتركة مدارًا جديدًا يمتد حول نواتي كلتا الذرتين منتجًا جزيئًا. هناك نوعان ثانويان من الروابط التساهمية المرتبطة بالبيولوجيا، وتُعرف بالروابط القطبية والروابط الهيدروجينية.
الروابط الكيميائية: الرابطة القطبية
قد تبذُل ذرتان متصلتان برابطة تساهمية واحدة عوامل جذب مختلفة للإلكترونات الموجودة فيها ما يُنتج شحنة موزعة بشكل غير متساو بين الذرتين. تُعرف هذه الحالة من الروابط الكيميائية باسم الرابطة القطبية، وهي حالة وسطية بين الرابطة الأيونية والرابطة التساهمية، تُسهم بجعل أحد طرفي الجزيء مشحونًا بشكل سلبي قليلًا والطرف الآخر موجب الشحنة قليلًا أيضًا.
يُشار في الشكل أدناه إلى هذه الاختلالات الطفيفة في توزيع الشحنات برموز دلتا صغيرة الحجم ذات شحنة (+ أو -)، وعلى الرغم من أن الجزيء الناتج متعادل الشحنة فإن توزيع الشحنة غير المتساوي يمكن أن يكون مهمًا في المسافات القريبة. الماء كمثال هو جزيء قطبي تحتوي نهاية ذرات الأكسجين فيه على شحنة موجبة بسيطة بينما تكون نهايات الهيدروجين سالبة قليلًا. تشرح القطبية سبب ذوبان بعض المواد بسهولة في الماء وعدم ذوبان غيرها.
الرابطة الهيدروجينية
يمكن لجزيئي الـ H2O (الماء) المتجاورين أن يشكلا رابطة تعرف بالرابطة الهيدروجينية لأنهما مستقطبان. تنجذب ذرة الهيدروجين (ذات الشحنة الكهربائية السالبة) كهربائيًا إلى ذرة أكسجين (ذات الشحنة الكهربائية الموجبة) بجزيء ماء مجاور. وبالتالي، فإن جزيئات الماء تتجمع معًا وبشكل عابر في بنية شعرية مرتبطة بالهيدروجين.
لا تمتلك الروابط الهيدروجينية سوى 1/20 قوة الرابطة التساهمية لكن حتى هذه القوة تكفي للتأثير على بنية الماء ككل وترسم العديد من خصائصه الفريدة، مثل التوتر السطحي العالي (Surface Tension)، والحرارة النوعية للماء، وحرارة التبخر. الروابط الهيدروجينية مهمة في العديد من العمليات البيولوجية، مثل التكرار، وتحديد شكل جزيئات الحمض النووي DNA.
الروابط الكيميائية: الرابطة الأيونية
الرابطة الأيونية هي من الروابط الكيميائية التي تنطوي على نقل الإلكترونات؛ وبهذا تكسب ذرة واحدة إلكترونًا بينما تفقد الأخرى إلكترونًا. أحد الأيونات الناتجة يحمل شحنة سالبة (الأنيون) والأيون الآخر يحمل شحنة موجبة (الكاتيون)، ولأن الشحنات المعاكسة تتجاذب؛ فإن الذرات تترابط معًا لتكوين جزيء.
الروابط الكيميائية: الرابطة التساهمية
هي الرابطة الأكثر شيوعًا في الجزيئات العضوية، وتتمثل الرابطة التساهمية بمشاركة الإلكترونات بين ذرتين. يُشكل زوج الإلكترونات المشتركة مدارًا جديدًا يمتد حول نواتي كلتا الذرتين منتجًا جزيئًا. هناك نوعان ثانويان من الروابط التساهمية المرتبطة بالبيولوجيا، وتُعرف بالروابط القطبية والروابط الهيدروجينية.
الروابط الكيميائية: الرابطة القطبية
قد تبذُل ذرتان متصلتان برابطة تساهمية واحدة عوامل جذب مختلفة للإلكترونات الموجودة فيها ما يُنتج شحنة موزعة بشكل غير متساو بين الذرتين. تُعرف هذه الحالة من الروابط الكيميائية باسم الرابطة القطبية، وهي حالة وسطية بين الرابطة الأيونية والرابطة التساهمية، تُسهم بجعل أحد طرفي الجزيء مشحونًا بشكل سلبي قليلًا والطرف الآخر موجب الشحنة قليلًا أيضًا.
يُشار في الشكل أدناه إلى هذه الاختلالات الطفيفة في توزيع الشحنات برموز دلتا صغيرة الحجم ذات شحنة (+ أو -)، وعلى الرغم من أن الجزيء الناتج متعادل الشحنة فإن توزيع الشحنة غير المتساوي يمكن أن يكون مهمًا في المسافات القريبة. الماء كمثال هو جزيء قطبي تحتوي نهاية ذرات الأكسجين فيه على شحنة موجبة بسيطة بينما تكون نهايات الهيدروجين سالبة قليلًا. تشرح القطبية سبب ذوبان بعض المواد بسهولة في الماء وعدم ذوبان غيرها.
الرابطة الهيدروجينية
يمكن لجزيئي الـ H2O (الماء) المتجاورين أن يشكلا رابطة تعرف بالرابطة الهيدروجينية لأنهما مستقطبان. تنجذب ذرة الهيدروجين (ذات الشحنة الكهربائية السالبة) كهربائيًا إلى ذرة أكسجين (ذات الشحنة الكهربائية الموجبة) بجزيء ماء مجاور. وبالتالي، فإن جزيئات الماء تتجمع معًا وبشكل عابر في بنية شعرية مرتبطة بالهيدروجين.
لا تمتلك الروابط الهيدروجينية سوى 1/20 قوة الرابطة التساهمية لكن حتى هذه القوة تكفي للتأثير على بنية الماء ككل وترسم العديد من خصائصه الفريدة، مثل التوتر السطحي العالي (Surface Tension)، والحرارة النوعية للماء، وحرارة التبخر. الروابط الهيدروجينية مهمة في العديد من العمليات البيولوجية، مثل التكرار، وتحديد شكل جزيئات الحمض النووي DNA.