الرابطة التساهمية في الكيمياء هي حلقة كيميائية بين ذرتين أو أيونات يتم فيها تبادل أزواج الإلكترون بينهما. ويمكن أيضا أن يسمى الرابطة التساهمية الرابطة الجزيئية. تتشكل الروابط التساهمية بين ذرتين غير متماثلتين لهما قيم متطابقة أو قريبة نسبيًا. يمكن العثور على هذا النوع من الروابط أيضًا في أنواع كيميائية أخرى ، مثل الجزيئات والجزيئات الكبيرة. بدأ استخدام مصطلح "الرابطة التساهمية" لأول مرة في عام 1939 ، على الرغم من أن إيرفينج لانجموير قدم مصطلح "التساهمية" في عام 1919 لوصف عدد أزواج الإلكترونات التي تشترك فيها الذرات المجاورة.
تسمى أزواج الإلكترون التي تشارك في رابطة تساهمية أزواج الرابطة أو الأزواج المشتركة. عادة ، يتيح تبادل أزواج الترابط لكل ذرة تحقيق غلاف إلكترون خارجي مستقر ، على غرار الذرات الموجودة في ذرات الغاز النبيلة.
السندات التساهمية القطبية وغير القطبية
هناك نوعان مهمان من الروابط التساهمية هما الروابط التساهمية غير القطبية أو النقية والسندات التساهمية القطبية. تحدث الروابط غير القطبية عندما تتقاسم الذرات على قدم المساواة أزواج الإلكترون. نظرًا لأن الذرات المتماثلة فقط (التي لها نفس الكهربية الكهربية) تشترك فعليًا في المشاركة على قدم المساواة ، يتم توسيع التعريف ليشمل الترابط التساهمي بين أي ذرات مع اختلاف الكهربية الكهربية أقل من 0.4. أمثلة على الجزيئات ذات الروابط غير القطبية هي H2 و N2 و CH4.
مع ازدياد فرق النبض الكهربائي ، يرتبط زوج الإلكترون الموجود في الرابطة ارتباطًا وثيقًا بنواة واحدة عن الأخرى. إذا كان فرق الكهربية يتراوح بين 0.4 و 1.7 ، فإن الرابطة تكون قطبية. إذا كان الفرق في الكهربية أكبر من 1.7 ، تكون الرابطة أيونية.
أمثلة لرابطة التساهمية
هناك رابطة تساهمية بين الأكسجين وكل الهيدروجين في جزيء الماء (H2O). تحتوي كل من الروابط التساهمية على إلكترونين ، إحداهما من ذرة الهيدروجين والآخر من ذرة الأكسجين. تشترك الذرتان في الإلكترونات.
يتكون جزيء الهيدروجين ، H2 ، من ذرتين من الهيدروجين مرتبطة برابطة تساهمية. تحتاج كل ذرة هيدروجين إلى إلكترونين لتحقيق غلاف إلكترون خارجي مستقر. ينجذب زوج الإلكترونات إلى الشحنة الإيجابية لكل من النواة الذرية ، مع تثبيت الجزيء معًا.
يمكن أن يشكل الفسفور إما PCl3 أو PCl5. في كلتا الحالتين ، ترتبط ذرات الفسفور والكلور بواسطة روابط تساهمية. PCl3 يفترض بنية الغاز النبيلة المتوقعة ، حيث تحقق الذرات أصداف إلكترون خارجية كاملة. ومع ذلك ، فإن PCl5 مستقر أيضًا ، لذلك من المهم أن نتذكر أن الروابط التساهمية في الكيمياء لا تلتزم دائمًا بقاعدة الثماني.
تسمى أزواج الإلكترون التي تشارك في رابطة تساهمية أزواج الرابطة أو الأزواج المشتركة. عادة ، يتيح تبادل أزواج الترابط لكل ذرة تحقيق غلاف إلكترون خارجي مستقر ، على غرار الذرات الموجودة في ذرات الغاز النبيلة.
السندات التساهمية القطبية وغير القطبية
هناك نوعان مهمان من الروابط التساهمية هما الروابط التساهمية غير القطبية أو النقية والسندات التساهمية القطبية. تحدث الروابط غير القطبية عندما تتقاسم الذرات على قدم المساواة أزواج الإلكترون. نظرًا لأن الذرات المتماثلة فقط (التي لها نفس الكهربية الكهربية) تشترك فعليًا في المشاركة على قدم المساواة ، يتم توسيع التعريف ليشمل الترابط التساهمي بين أي ذرات مع اختلاف الكهربية الكهربية أقل من 0.4. أمثلة على الجزيئات ذات الروابط غير القطبية هي H2 و N2 و CH4.
مع ازدياد فرق النبض الكهربائي ، يرتبط زوج الإلكترون الموجود في الرابطة ارتباطًا وثيقًا بنواة واحدة عن الأخرى. إذا كان فرق الكهربية يتراوح بين 0.4 و 1.7 ، فإن الرابطة تكون قطبية. إذا كان الفرق في الكهربية أكبر من 1.7 ، تكون الرابطة أيونية.
أمثلة لرابطة التساهمية
هناك رابطة تساهمية بين الأكسجين وكل الهيدروجين في جزيء الماء (H2O). تحتوي كل من الروابط التساهمية على إلكترونين ، إحداهما من ذرة الهيدروجين والآخر من ذرة الأكسجين. تشترك الذرتان في الإلكترونات.
يتكون جزيء الهيدروجين ، H2 ، من ذرتين من الهيدروجين مرتبطة برابطة تساهمية. تحتاج كل ذرة هيدروجين إلى إلكترونين لتحقيق غلاف إلكترون خارجي مستقر. ينجذب زوج الإلكترونات إلى الشحنة الإيجابية لكل من النواة الذرية ، مع تثبيت الجزيء معًا.
يمكن أن يشكل الفسفور إما PCl3 أو PCl5. في كلتا الحالتين ، ترتبط ذرات الفسفور والكلور بواسطة روابط تساهمية. PCl3 يفترض بنية الغاز النبيلة المتوقعة ، حيث تحقق الذرات أصداف إلكترون خارجية كاملة. ومع ذلك ، فإن PCl5 مستقر أيضًا ، لذلك من المهم أن نتذكر أن الروابط التساهمية في الكيمياء لا تلتزم دائمًا بقاعدة الثماني.