نسخة الفيديو النصية
ما القوة الرابطة التي تحافظ على بنية المركبات الأيونية؟ (أ) الجاذبية، (ب) المغناطيسية، (ج) الجذب الكهروستاتيكي، (د) الروابط التساهمية، (هـ) الروابط الفلزية
يتناول هذا السؤال بنى المركبات والروابط الأيونية التي تتكون بين الأيونات ذات الشحنات المتعاكسة. إحدى الطرق التي يمكن أن تتكون بها بنى المركبات الأيونية هذه هي انتقال الإلكترونات بين الذرات. يمكن للذرات أن تفقد إلكترونات أو تكتسبها. ويفسر هذا السلوك عادة باستخدام قاعدة الثمانيات التي تنص على أن الذرة تميل للتفاعل للحصول على ثمانية إلكترونات في غلافها الخارجي. عند فقدان إلكترونات، تنتج أيونات موجبة الشحنة يمكن الإشارة إليها بالكاتيونات. وعند اكتساب إلكترونات، تنتج أيونات سالبة الشحنة يمكن الإشارة إليها بالأنيونات.
يمكننا تمثيل الأيونات المشحونة باستخدام الأقواس المربعة والإشارة إلى شحنة الأيون خارج القوسين. هذه الأيونات ذات الشحنات المتعاكسة تنجذب بعضها إلى بعض. ومع زيادة عدد الأيونات التي ينجذب بعضها إلى بعض من جميع الاتجاهات وترابطها معًا، تتشكل بنية تسمى بالشبيكة الأيونية، وهي بنية عملاقة ثلاثية الأبعاد تتكون من أيونات ذات شحنات متعاكسة.
بوضع هذه المعلومات في عين الاعتبار، دعونا نلق نظرة على خيارات الإجابة لدينا. في خيار الإجابة (أ) لدينا الجاذبية، وهي قوة عدم تلامس تجذب جميع الأجسام بعضها نحو بعض، وترتبط الجاذبية ارتباطًا مباشرًا بالكتلة. أحد الأمثلة على ذلك هو الجاذبية التي تبقي الأجرام السماوية في مداراتها أثناء دوران كل منها حول الآخر، مثل القمر الذي يدور حول كوكب الأرض بفعل قوة الجاذبية الأرضية. وبما أن جميع الأجسام التي لها كتلة تكون لها جاذبية، فإن كل أيون من الأيونات الموجودة في بنى المركبات الأيونية يؤثر على الآخر بقوة جاذبية ضئيلة جدًّا. لكن هذه ليست القوة التي تجعل بنى المركبات الأيونية مترابطة معًا بالشكل التي هي عليه. يمكننا إذن استبعاد الخيار (أ).
في خيار الإجابة (ب)، لدينا المغناطيسية، وهي قوة عدم تلامس ناتجة عن المجالات المغناطيسية. إنها القوة التي تؤدي إلى تجاذب الأقطاب المتعاكسة وتنافر الأقطاب المتشابهة في المغناطيسات. في بنى المركبات الأيونية، تتجاذب الجسيمات ذات الشحنات المتعاكسة بالفعل لكن هذا لا يحدث بسبب المجالات المغناطيسية. ومن ثم، يمكننا استبعاد خيار الإجابة (ب).
سننتقل الآن إلى خيار الإجابة (ج)؛ الجذب الكهروستاتيكي، وهو قوة جذب تحدث بين الشحنات الموجبة والسالبة. هذا النوع من الجذب يصف بالضبط ما يحدث في بنى المركبات الأيونية حيث ترتبط الأيونات الموجبة الشحنة والأيونات السالبة الشحنة معًا بعد انجذاب كل منها إلى الآخر بقوة من جميع الاتجاهات. خيار الإجابة (ج)، أي الجذب الكهروستاتيكي، يشير إلى القوة الرابطة التي تحافظ على بنى المركبات الأيونية. لكن دعونا نتحقق من خياري الإجابة (د) و(هـ) للتأكد فقط.
في خيار الإجابة (د)، لدينا الروابط التساهمية، التي تنشأ عندما تتشارك ذرتان لا فلزيتان زوجًا أو أكثر من الإلكترونات. وبما أنه لا توجد أيونات متضمنة في الروابط التساهمية، فلن تكون هناك جسيمات ذات شحنات متعاكسة لتكون روابط أيونية؛ ومن ثم لن تكون هناك بنى أيونية. بدلًا من ذلك، تكون الروابط التساهمية عادة بنى مثل الجزيئات. ومن ثم، يمكننا استبعاد الخيار (د).
وأخيرًا، في خيار الإجابة (هـ)، لدينا الروابط الفلزية التي تنشأ نتيجة لقوة الجذب الكهروستاتيكي القوية بين كاتيونات الفلزات الموجبة الشحنة والإلكترونات غير المتمركزة. وعلى الرغم من أن الجسيمات ذات الشحنات المتعاكسة تتجاذب في هذا التفاعل وتكون بنية شبيكة، فإن هذه البنية الشبيكة تتكون من كاتيونات فلزية وإلكترونات غير متمركزة، لا أيونات ذات شحنات متعاكسة كما هو الحال مع البنية الأيونية. ومن ثم، يمكننا استبعاد الخيار (هـ).
إذن، لقد تأكدنا أن القوة التي تحافظ على بنية المركبات الأيونية هي تلك الموضحة في خيار الإجابة (ج)؛ أي الجذب الكهروستاتيكي.
