التفريق بين الرابطة الفلزية والرابطة الأيونية
وفقًا لنظرية الكيميائي جي إن لويس، تسعى ذرات العناصر، باستثناء الغازات النبيلة، دائمًا إلى تحقيق الاستقرار. ولتحقيق ذلك، تشارك هذه الذرات في مجموعة متنوعة من التفاعلات، مما يؤدي إلى تكوين روابط أيونية أو روابط تساهمية أو روابط فلزية. يُذكر أن الذرات تصل إلى حالة الاستقرار عندما تمتلك تكوينًا إلكترونيًا مشابهًا للغازات النبيلة، أي أنها تحتوي على ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ. الجدول التالي يبرز الفروقات الأساسية بين الرابطة الفلزية والرابطة الأيونية:
الرابطة الفلزية | الرابطة الأيونية | |
التعريف | نوع من الروابط الكيميائية التي تتكون بين شبكة بلورية من الفلزات. | نوع من الروابط الكيميائية التي تتكون بين أيونين متعاكسين في الشحنة. |
تكوين الروابط | تنشأ من الترابط بين أيونات الفلز الموجبة والإلكترونات السالبة الحرة الحركة. | تتكون من أيونين: أحدهما موجب الشحنة (+) والآخر سالب الشحنة (-). |
الكهرسلبية | لا تؤثر الكهرسلبية على قوة الرابطة نظرًا لكونها تتكون بين أيونات من نفس الفلز. | تؤثر الكهرسلبية على قوة الرابطة، حيث تتكون بين أيونين مختلفين في الكهروسلبية، وغالبًا ما تكون عالية، حيث تتجاوز 2. |
القوة | أضعف مقارنةً بالرابطة الأيونية. | أقوى من الرابطة الفلزية. |
الموصلية الكهربائية | قادرة على توصيل الكهرباء في الحالة الصلبة. | غير قادرة على توصيل الكهرباء في الحالة الصلبة. |
الذائبية | تختلف الذائبية حسب نوع الفلز؛ حيث تتفكك بعض الفلزات في الماء بينما تظل أخرى غير متفاعلة. | تتفكك إلى أيونات عند وضعها في محلول مائي. |
أمثلة | الصوديوم (Na)، البوتاسيوم (K) | كلورايد الصوديوم (NaCl)، يوديد البوتاسيوم (KI) |
أوجه التشابه بين الرابطة الفلزية والرابطة الأيونية
تبرز النقاط التالية القواسم المشتركة بين الرابطة الفلزية والرابطة الأيونية:
- تمتاز المركبات الفلزية والأيونية بوجود درجات انصهار وغليان مرتفعة.
- يتشابه كلا النوعين من المركبات في حالتهما الفيزيائية، حيث يكونان صلبين عند درجة حرارة الغرفة.
- تتمتع الرابطة الفلزية والرابطة الأيونية بموصلية حرارية وكهربائية عالية؛ حيث تكون الأخيرة فعالة عندما تكون في الحالة السائلة.
- تتضمن كلا الرابطتين تجاذبًا كهروستاتيكيًا بين الشحنات المختلفة.
عمليات تكوين الروابط الكيميائية
تتكون الروابط الكيميائية وفق الخطوات التالية:
خطوات تكون الرابطة الأيونية
توضح الخطوات التالية كيفية تكوين المركبات الأيونية التي تنشأ من تفاعل الفلزات الواقعة في الجانب الأيسر من الجدول الدوري مع اللافلزات التي تقع في الجزء العلوي الأيمن:
- تتشكل هذه الرابطة بين ذرة فلز تفقد إلكترونات التكافؤ، مما يؤدي إلى تكوين أيون موجب الشحنة (Cations).
- يكتسب اللافلز الإلكترونات المفقودة بفضل كهرسلبية مرتفعة، ليصبح بذلك أيون سالب الشحنة (Anions).
- يحدث التجاذب بين الأيونات الموجبة والسالبة، مما يعرف بالتجاذب الكهروستاتيكي.
خطوات تكوين الرابطة الفلزية
توضح النقاط التالية كيفية تشكل الرابطة الفلزية بين ذرات الفلزات:
- تتحول ذرات الفلزات إلى أيونات موجبة الشحنة (Cations) من خلال فقد الإلكترونات.
- تقوم الفلزات بإطلاق الإلكترونات السالبة في غلافها الخارجي، والتي تتوزع بشكل سحابة حول الأيونات الموجبة.
- يعكس التجاذب بين الأيونات الموجبة والإلكترونات السالبة التجاذب الكهروستاتيكي.
التمييز بين الفلزات واللافلزات
استنادًا إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة، يمكن تصنيف العناصر إلى فئتين رئيسيتين: الفلزات واللافلزات. الجدول التالي يجسد الفروق بينهما:
الفلزات | اللافلزات | |
اللمعان | لامعة | غير لامعة |
الموصلية الكهربائية والحرارية | موصل جيد للكهرباء والحرارة | موصل ضعيف للكهرباء والحرارة |
درجة الانصهار | عالية | منخفضة مقارنة بالفلزات |
الكثافة | عالية، حيث تملك وزنًا كبيرًا بالنسبة لحجمها | منخفضة |
المطاوعة | قابلة للسحب والطرق وتشكيل الصفائح والأسلاك | غير قابلة للتشكيل |
حالة المادة الفيزيائية | صلبة في درجة حرارة الغرفة باستثناء الزئبق (Hg) | تتنوع بين الصلبة والسائلة والغازية اعتمادًا على نوع اللافلز، وعند الصلابة تكون هشة |
الصوت | رنانة، حيث تصدر صوت عند الطرق عليها | لا تمتلك خاصية الرنين |
الموقع في الجدول الدوري | توجد في الجانب الأيسر من الجدول الدوري | توجد في الجانب الأيمن باستثناء الهيدروجين (H) |
نوع الأكسيد | تشكل أكسيداً قاعدياً عند التفاعل مع الأكسجين | تشكل أكسيداً حمضياً عند التفاعل مع الأكسجين |
الكهرسلبية | منخفضة، تميل إلى فقد الإلكترونات | مرتفعة، تميل إلى اكتساب الإلكترونات أو مشاركتها |
أمثلة | النحاس (Cu)، الزرنيخ (Zn) | الكبريت (S)، الكربون (C)، النيتروجين (N)، الفسفور (P)، الأكسجين (O)، السيلينيوم (Sn)، جميع الهالوجينات، وجميع الغازات النبيلة |