Намунаҳои саволҳо дар бораи пайвандҳои кимиёвӣ
Дар ин мақола, мо пайвандҳои кимиёвиро, ки яке аз муҳимтарин мафҳумҳои бунёдӣ дар химия аст, баррасӣ хоҳем кард. Пайвандҳои кимиёвӣ таъсири мутақобилаи байни атомҳо мебошанд, ки ба онҳо имкон медиҳанд пайвастагиҳо ё молекулаҳо ташкил кунанд. Якчанд намудҳои маъмули пайвандҳои кимиёвӣ мавҷуданд: ионӣ, ковалентӣ ва металлӣ. Биёед ҳар як намуди пайвандро тавассути масъалаҳои намунавӣ ва муҳокимаҳо омӯзем.
Пайванди ионӣ
Пайвандҳои ионӣ ҳангоми интиқоли электронҳо аз як атом ба атоми дигар ба вуҷуд меоянд, ки дар натиҷа ионҳои заряди мусбат (катионҳо) ва ионҳои заряди манфӣ (анионҳо) ба вуҷуд меоянд. Сипас ин катионҳо ва анионҳо тавассути қувваҳои электростатикӣ ба якдигар ҷалб мешаванд.
Намунаи саволи 1
Савол:
Мисол оред ва шарҳ диҳед, ки чӣ тавр пайванди ионӣ байни натрий (Na) ва хлор (Cl) ба вуҷуд меояд.
Муҳокима:
Натрий (Na) як унсури гурӯҳи ишқорӣ бо рақами атомии 11 аст, бинобар ин конфигуратсияи он 2, 8, 1 аст. Натрий майл дорад, ки як электронро аз даст диҳад, то конфигуратсияи октети устувортарро ба даст орад ва ба Na+ табдил ёбад.
Хлор (Cl) як унсури галогенӣ бо рақами атомии 17 аст, бинобар ин конфигуратсияи он 2, 8, 7 аст. Хлор майл дорад, ки як электронро қабул кунад, то ба конфигуратсияи устувори октет ноил гардад ва Cl- гардад.
Ҳангоми реаксияи натрий ва хлор, натрий як электронро аз даст медиҳад:
\[ \text{Na} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{e}^- \]
Дар ҳоле ки хлор як электронро қабул мекунад:
\[ \text{Cl} + \text{e}^- \rightarrow \text{Cl}^- \]
Натиҷа ин аст, ки ионҳои Na+ ва Cl- тавассути қувваҳои электростатикӣ ба якдигар ҷалб шуда, пайвастагии хлориди натрий (NaCl)-ро ташкил медиҳанд. Сохтори ҳосилшуда як шабакаи кристаллии қавӣ мебошад.
Пайвандҳои ковалентӣ
Пайванди ковалентӣ вақте ба вуҷуд меояд, ки ду атом як ё якчанд ҷуфт электронҳоро барои ба даст овардани конфигуратсияи устувори октет муштарак истифода баранд. Пайвандҳои ковалентӣ метавонанд ғайриқутбӣ (электронҳо баробар тақсим карда мешаванд) ё қутбӣ (электронҳо баробар тақсим карда намешаванд) бошанд.
Намунаи саволи 2
Савол:
Чӣ тавр пайвандҳои ковалентӣ дар молекулаҳои об (H2O) ба вуҷуд меоянд, шарҳ диҳед ва шарҳ диҳед.
Муҳокима:
Молекулаи об аз ду атоми гидроген (H) ва як атоми оксиген (O) иборат аст. Оксиген рақами атомии 8 ва конфигуратсияи электронии 2, 6 дорад. Барои ба даст овардани як октет, оксиген ба ду электрони дигар ниёз дорад.
Гидроген дорои рақами атомии 1 бо конфигуратсияи электронии 1 мебошад. Барои ба даст овардани конфигуратсияи устувор ба монанди гелий, гидроген ба як электрон ниёз дорад.
Дар молекулаи об, ҳар як атоми гидроген як электронро бо оксиген тақсим мекунад. Оксиген ду электронро (як электрон бо ҳар як гидроген) тақсим мекунад, дар ҳоле ки ҳар як атоми гидроген як электронро бо оксиген тақсим мекунад. Сохтори молекулаи об бо усули Льюис чунин аст:
\[ \text{O} \left( \text{H} \right)_2 \]
Ин пайванд ду пайванди ковалентии қутбӣ ба вуҷуд меорад, зеро оксиген нисбат ба гидроген электронманфии бештар дорад, аз ин рӯ он ҷуфти электронро ба сӯи худ қавитар ҷалб мекунад.
Пайвандҳои металлӣ
Пайванди металлӣ байни атомҳои металлӣ ба амал меояд, ки дар он электронҳои валентӣ метавонанд дар тамоми сохтори металлӣ озодона ҳаракат кунанд ва «баҳри электронҳо»-ро ташкил диҳанд. Ин падида ба металлҳо хосиятҳои беназир, аз қабили гузаронандагии баланди барқӣ ва гармӣ, дурахшонӣ ва чандирӣ медиҳад.
Намунаи саволи 3
Савол:
Шарҳ диҳед, ки чӣ тавр пайвандҳои металлӣ дар мис (Cu) ба вуҷуд меоянд.
Муҳокима:
Мис (Cu) як унсури гузариш бо рақами атомии 29 ва конфигуратсияи электронии [Ar] 3d10 4s1 мебошад. Дар пайванди металлӣ, электронҳо аз қабати берунии он (электронҳои валентӣ) бо бисёр атомҳо якҷоя ҳамкорӣ мекунанд ва «баҳри электронҳо»-ро ташкил медиҳанд, ки дар атрофи ядрои мусбати иони металлӣ ҷойгиранд.
Дар сохтори кристаллии металли мис, ҳар як атоми Cu электрони валентии худро ба баҳри электронҳо мегузорад. Пайванди металлӣ на танҳо ба ҳамсоягони наздиктарини он, балки тамоми шабакаи металлиро ба ҳам мекашад, ки дар натиҷа хосиятҳои хоси он ба вуҷуд меоянд.
Намунаи саволҳои якҷоя
Биёед ба баъзе мисолҳои мушкилоте, ки бо омезиши намудҳои гуногуни пайвандҳои кимиёвӣ алоқаманданд, назар андозем.
Намунаи саволи 4
Савол:
Ташаккули ионӣ ва ковалентии пайвастагиҳои оксиди магний (MgO) ва гази карбон (CO2)-ро пешниҳод ва шарҳ диҳед.
Муҳокима:
Оксиди магний (MgO)
Магний (Mg) як металли заминии ишқорӣ бо рақами атомии 12, конфигуратсияи электронии 2, 8, 2 мебошад. Mg майл дорад, ки ду электронро аз даст диҳад, то ба конфигуратсияи устувори гази наҷиб ноил гардад ва ба Mg2+ табдил ёбад.
Оксиген (O) бо рақами атомии 8, конфигуратсияи электронии 2, 6, майл дорад, ки ду электронро қабул кунад, то конфигуратсияи устувори гази наҷиб ба даст орад ва ба O2- табдил ёбад.
Реаксияи ионизатсия:
\[ \text{Mg} \rightarrow \text{Mg}^{2+} + 2\ \text{e}^- \]
\[ \text{O} + 2\ \text{e}^- \rightarrow \text{O}^{2-} \]
Ин боиси он мегардад, ки ионҳои Mg2+ ва O2- тавассути қувваҳои электростатикӣ ба якдигар ҷалб шуда, пайвастагии ионии оксиди магний (MgO)-ро ташкил медиҳанд.
Дуоксиди карбон (CO2)
Карбон (C) бо рақами атомии 6, конфигуратсияи электронии 2, 4, барои ба даст овардани конфигуратсияи октет ба чор электрон ниёз дорад.
Оксиген (O) бо рақами атомии 8, конфигуратсияи электронии 2, 6, барои як октет ба ду электрон ниёз дорад.
Карбон бояд бо ҳар як октет ду ҷуфт электронро мубодила кунад:
\[ \text{O} = \text{C} = \text{O} \]
Сохтори Льюис барои CO2 як пайванди дугона байни карбон ва ҳар як атоми оксигенро нишон медиҳад. Ин пайванди дугонаи ковалентӣ аст, ки молекулаи CO2-ро устувор мекунад. Азбаски оксиген нисбат ба карбон электроманфии бештар дорад, ин инчунин пайванди ковалентии қутбӣ аст.
Хулоса
Пайванди кимиёвӣ барои сохтан ва фаҳмидани сохторҳои гуногуни молекулавӣ ва пайвастагиҳои кимиёвӣ муҳим аст. Тавассути мисолҳо ва муҳокимаҳои пайвандҳои ионӣ, ковалентӣ ва металлӣ, мо дидем, ки чӣ гуна намудҳои гуногуни пайвандҳо ба вуҷуд меоянд ва чӣ гуна онҳо ба хосиятҳои физикии моддаҳо таъсир мерасонанд. Ин фаҳмиш барои татбиқи мафҳумҳои кимиёвӣ дар фанҳои гуногун, аз ҷумла биология, физика ва дигар соҳаҳои техникӣ, муҳим аст. Умедворем, ки ин мақола ба шумо дар амиқтар фаҳмидани пайванди кимиёвӣ кумак кардааст!
