درس دوم علوم نهم: رفتار اتم‌ها با یکدیگر

رفتار اتم ها با یکدیگر متفاوت است. بیشتر عنصرها در طبیعت به حالت آزاد (عنصری) یافت نمی شوند؛ بلکه به حالت ترکیب وجود دارند.

آب، شکر، سدیم کلرید، نفت خام، آمونیاک، اتانول، ضد یخ، کات کبود و کلسیم اکسید (آهک) مثال هایی از ترکیب های شیمیایی هستند.

ذره های سازنده این ترکیب ها، یون ها یا مولکول ها هستند.

برای مثال:

شکر از مولکول های چند اتمی  ساخته شده است؛

در حالی که نمک خوراکی از یون ها تشکیل شده است.

از آنجا که ذره های سازندهٔ این مواد با هم فرق دارند، ویژگی آنها نیز متفاوت است.

به عبارت دیگر ویژگی مواد به نوع ذره های سازندهٔ آنها بستگی دارد.

ترکیب یونی :

یون ها، ذره هایی با بار الکتریکی مثبت یا منفی اند.

این ذره ها می توانند در محلول حرکت کنند و سبب برقراری جریان الکتریکی در محلول شوند.

از این رو اگر یک ترکیب یونی مانند پتاسیم پرمنگنات را در آب حل کنیم یون های سازندهٔ آن در سراسر محلول پخش می شوند .

این ها سبب رسانایی جریان الکتریکی می شوند.

ترکیب مولکولی:

مولکول ها، بار الکتریکی ندارند و رسانای جریان الکتریکی نیستند.

اگر ترکیبی را که ذره های سازندهٔ آن مولکول ها هستند، در آب حل کنیم، مولکول ها در سراسر محلول پخش می شوند.

اما محلول به دست آمده، رسانای جریان الکتریکی نیست.

ترکیب شیمیایی:

یک ماده شیمیایی خالص که از دو یا چند عنصر شیمیایی مختلف تشکیل شده است.

این عناصر به وسیلهٔ پیوند شیمیایی به یکدیگر متصل می‌شوند .

این مواد می‌توانند به وسیله واکنش  شیمیایی به مواد ساده تبدیل گردند.

هر ترکیب شیمیایی مختلف، یک ساختمان شیمیایی تعریف شده منحصر به فرد دارد.

هر ترکیب نسبت اتمی یکسانی دارد که اتم‌های آن با چینش مکانی مشخصی به وسیله پیوند شیمیایی آرایش می‌یابند.

انواع ترکیبات شیمیایی:

1. ترکیبات شیمیایی ممکن است به صورت ترکیب مولکولی باشند  در این صورت مولکول‌ها با پیوند کووالانسی در کنار هم قرار می‌گیرند.
2. ترکیب شیمیایی ممکن است به صورت نمک باشند و به وسیله پیوند یونی به هم پیوند یابند.
3. اگر ترکیب تنها شامل فلزات باشد، پیوند بین ذره‌های آن پیوند فلزی می گویند.
4. اگر ترکیب کمپلکس شیمیایی باشد، پیوند بین ذرات آن پیوند داتیو خواهد بود.

عناصر شیمیایی خالص:

عناصر شیمیایی خالص، در گروه ترکیبات شیمیایی قرار نمی‌گیرند،

حتی اگر  از دو یا چند اتم از یک نوع عنصر  تشکیل شده باشند که پیوندهای دو اتمی یا چند اتمی نامیده می‌شوند.

هرگاه اتم ها در شرایط مناسب در کنار هم قرار گیرند، یک واکنش شیمیایی بین آنها رخ می دهد و مواد جدیدی تولید می شود؛ به طوری که خواص فراورده ها با واکنش دهنده ها تفاوت دارند.

به طور مثال:

فلز براق سدیم که از اتم های سدیم تشکیل شده است، با مولکول های گاز کلر واکنش داده و نمک سدیم کلرید تولید می شود.

در این تغییر شیمیایی، گاز زردرنگ و سمی کلر و فلز خطرناک سدیم، به سدیم کلرید سفید رنگ تبدیل شده اند.

در این نمک یون های مثبت و منفی کنار هم قرار گرفته اند .

تشکیل یک ترکیب یونی:

در تشکیل یک ترکیب یونی مانند سدیم کلرید، برخی اتم ها با از دست دادن الکترون به یون مثبت (کاتیون) تبدیل می شوند.

برخی دیگر با گرفتن الکترون به یون منفی(آنیون) تبدیل می شوند.

وقتی اتم های فلز کنار اتم های نافلز قرار می گیرند، اتم های فلز با از دست دادن الکترون به کاتیون و اتم های نافلز با گرفتن الکترون به آنیون تبدیل می شوند.

می دانید که در مدار آخر یون های سدیم و کلرید 8 الکترون وجود دارد.

 بنابراین می توان نتیجه گرفت:

اتم ها تمایل  دارند با انجام واکنش شیمیایی به ذره هایی تبدیل شوند که در مدار آخر، 8 الکترون دارند.

مثال:

اتم کلر با بدست آوردن یک الکترون به یون  منفی کلرید و اتم سدیم با از دست دادن الکترون یون مثبت  سدیم  تبدیل می شود.

یک ترکیب یونی از کنار هم قرار گرفتن یون های  مثبت و منفی تولید می شود.

در واقع یون های با بار مخالف روی هم اثر می گذارند و یکدیگر را می ربایند.

 برای نمونه:

در نمک سدیم کلرید، یون های سدیم و کلرید بر یکدیگر جاذبه وارد می کنند و همدیگر را می ربایند .

ترکیب های یونی در مجموع از نظر بار  الکتریکی خنثی هستند.

برخی ترکیب های یونی در آب حل می شوند، سدیم کلرید از جمله نمک هایی است که به مقدار زیاد درآب حل می شود و در آب دریا وجود دارد.

در خاک، نمک های گوناگونی وجود دارد که هنگام بارش در آب باران حل می شوند.

حل شدن نمک ها در آب، سبب تغییر در خواص فیزیکی آب می گردد.

برای مثال، آب دریا در نقطهٔ بالاتری از آب خالص می جوشد و رسانای جریان الکتریکی است.

مشارکت الکترونی و پیوند کووالانسی:

آب دریا ها ، رودخانه ها ، قطره های ریز باران، بلورهای شفاف یخ، دانه های سفید برف، بخار آب و ابرها همگی شامل شمار بسیار زیادی از مولکول های آب هستند.

این مولکول ها از اتم های اکسیژن و هیدروژن تشکیل شده اند.

آب مقطر رسانای جریان الکتریکی نیست.درنتیجه، مولکول های آب بار الکتریکی ندارند.

بنابراین هنگام ترکیب شدن اتم های هیدروژن با اکسیژن، بین آنها الکترونی داد و ستد نشده است.

هنگام تشکیل مولکول ها ، اتم ها به جای داد و ستد الکترون، با یکدیگر مشارکت الکترونی انجام می دهند؛

به طوری که در اثر این مشارکت هیچ یک از اتم ها الکترونی از دست نمی دهند یا به دست نمی آورند.

بلکه، تعدادی از الکترون های خود را با یکدیگر به اشتراک می گذارند.

وقتی که اتم های دو نافلز کنار یکدیگر قرار می گیرند، یک مشارکت الکترونی بین آنها رخ می دهد.

در این حالت اتم ها با هم ترکیب می شوند و پیوند کووالانسی تشکیل می دهند. برای مثال، در مولکول آب  دو پیوند کووالانسی وجود دارد.

 

هر پیوند کووالانسی شامل دو الکترون است که اتم های هیدروژن و اکسیژن به اشتراک گذاشته اند .

مشارکت الکترونی گسترده تردر مشارکت الکترونی و تشکیل پیوند کووالانسی، برخی اتم ها با تعداد پیوندهای کووالانسی بیشتری به یکدیگر متصل می شوند.

برای نمونه در مولکول اکسیژن، اتم های اکسیژن با دو پیوند به هم متصل شده اند.

همچنین وقتی اتم ها باهم ترکیب می شوند، برخی مانند اتم هیدروژن فقط یک پیوند می دهند؛ در حالی که برخی دیگر مانند کربن، اکسیژن و نیتروژن می توانند بیش از یک پیوندتشکیل دهند.