فيديو السؤال: تحديد العبارة الصحيحة التي توضح سبب قابلية السكر للذوبان في الماء الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

لماذا يعد السكر، وهو مادة قطبية، قابلًا للذوبان في الماء؟ أ: لأن جزيئات الماء تكون رابطة هيدروجينية مع جزيئات السكر. ب: لأن جزيئات الماء تكون رابطة فلزية مع جزيئات السكر. ج: لأن جزيئات الماء تكون رابطة تساهمية مع جزيئات السكر. د: لأن جزيئات الماء تكون رابطة أيونية مع جزيئات السكر. هـ: لأن جزيئات الماء يمكن أن تعمل مذيبًا قطبيًّا ومذيبًا غير قطبي أيضًا.

الصيغة الكيميائية للسكر، المعروف باسم السكروز، هي ‪C12H22O11‬‏. ويمكن رسمه بالطريقة الآتية. لدينا 12 ذرة من الكربون مرتبة في شكلين سداسي وخماسي، وتكون بعض ذرات الهيدروجين والأكسجين ثماني مجموعات هيدروكسيل أو ‪OH‬‏. علمنا من السؤال أن السكر مادة قطبية.

المادة القطبية هي مادة تحتوي على روابط قطبية، وهو ما يؤدي إلى توزيع كثافة الإلكترونات بشكل غير متماثل في الجزيء كله. وتنشأ الرابطة القطبية عند اختلاف قيمتي السالبية الكهربية لذرتين مترابطتين كيميائيًّا بشكل كبير. السالبية الكهربية هي مقياس لقدرة الذرة أو ميلها إلى جذب زوج إلكترونات الترابط في رابطة كيميائية. نحن نعلم أن السكر يحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين. ومن بين هذه العناصر، فإن السالبية الكهربية للأكسجين أعلى بكثير من الكربون أو الهيدروجين.

والآن دعونا ننظر عن قرب لمجموعات الهيدروكسيل. بما أن السالبية الكهربية للأكسجين أعلى من السالبية الكهربية للهيدروجين، فإن زوج إلكترونات الترابط في كل مجموعة هيدروكسيل، أو ‪OH‬‏، ينجذب إلى ذرة الأكسجين. وهذا يعطي ذرة الأكسجين شحنة سالبة جزئية، التي نمثلها في الكيمياء بالحرف اليوناني ‪𝛿‬‏. ونتيجة لسحب هذه الإلكترونات بعيدًا عن ذرات الهيدروجين، تصبح ذرات الهيدروجين مشحونة بشحنة موجبة جزئيًّا، أو ‪𝛿‬‏ موجب.

إذن، هذا الاختلاف في السالبية الكهربية بين الأكسجين والهيدروجين داخل كل جزيء من السكر ينتج عددًا من الروابط القطبية، حيث يكون لكل طرف أو قطب في الرابطة التساهمية شحنة مختلفة قليلًا. بعبارة أخرى، كل مجموعات الهيدروكسيل في جزيء السكر قطبية. عندما يرتبط الأكسجين والهيدروجين معًا في جزيء عضوي مثل السكر، يمكن أن تتكون قوى بين جزيئية خاصة تعرف بالروابط الهيدروجينية بين جزيئات السكر بعضها ببعض، وبين جزيئات السكر وجزيئات الماء.

يوضح الشكل نشأة رابطة هيدروجينية بين إحدى مجموعات الهيدروكسيل في جزيء السكر وجزيء ماء. يحدث هذا الجذب الإلكتروستاتيكي القوي بين ذرة عالية السالبة الكهربية في جزيء ما وذرة ذات شحنة ‪𝛿‬‏ موجب في جزيء مجاور. ويمثل الخط المتعرج بقية جزيء السكر. أو يمكننا استخدام حرف ‪R‬‏ الكبير لتمثيل بقية جزيء السكر. السكر قابل للذوبان في الماء؛ لأن القوى بين جزيئات السكر والماء تكافئ القوى بين جزيئات الماء تقريبًا.

في الختام، لماذا يعد السكر، وهو مادة قطبية، قابلًا للذوبان في الماء؟ الإجابة الصحيحة هي أ: لأن جزيئات الماء تكون رابطة هيدروجينية مع جزيئات السكر.