انواع پیوند های شیمیایی
پیوند شیمیایی به نیروهایی که اتمها یا مولکولها را کنار هم نگه میدارد گفته میشود و دو دستهاند:
پیوندهای میان اتمی: پیوند کووالانسی - پیوند الکترووکوالانسی (پیوند یونی ) - پیوند داتیو - پیوند فلزی
پیوندهای میان مولکولی: نیروی واندروالسی - پیوند هیدروژنی -نیروی لاندن
پیوندی را کووالانسی گویند که در آن اتمها الکترونهای منفرد خود را با هم به اشتراک بگذارند این پیوند بین نافلز و نافلز و همچنین گاهی بین فلز و نافلز هم به وجود میآید.
پیوند یونی با انتقال الکترون همراه است یعنی یکی از اتمهای واکنش دهنده یک یا چند الکترون از دست میدهد و اتم دیگر یک یا چند الکترون میگیرد.
به پیوند شیمیایی که در آن مانند کووالانسی یک جفت الکترون به اشتراک گذاشته شود اما هردو الکترون توسط یکی از اتمها تامین شود، پیوند کووالانسی یک طرفه یا پیوند داتیو میگویند.
پیوند فلزی نوعی پیوند شیمیایی بین اتمی است که میان فلزات دیده میشود. چون فلزات نمیتوانند پیوند کووالانسی برقرار کنند، در یک گروه هشتتایی قرار میگیرند و الکترون در آنها به راحتی حرکت میکند. فلزهایی مانند لیتیم٬سدیم وآهن این گونه اند.
نيرو هاي واندروالسي
اتمها در مولکولها توسط پیوندهای کووالانسی کنار هم نگه داشته شدهاند. اما پرسش این است که مولکولها در حال مایع و جامد توسط چه نیرویی به سوی یکدیگر جذب میشوند، نیروهایی که مولکولهای یک ماده را در حالت مایع یا جامد به همدیگر ارتباط میدهد به نیروهای بین مولکولی معروف است.
نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای قطبی با نیروهای بین مولکولی بین مولکولهای غیرقطبی باهم تفاوت دارند. معمولاً نیروهای بین مولکولی به نام نیروهای واندروالسی معروفند. وجود این نیروها در بین مولکولها باعث میشود که یک ترکیب جامد مولکولی شکل معینی داشته باشد و با غلبه بر این نیروها بتوان آن را به حالت مایع درآورد.
انواع نیروهای واندروالسی
نیروهای دوقطبی - دوقطبی این نیروها بین مولکولهای قطبی دیده میشوند. این مولکولها دارای دوقطبیهای دائمی هستند و تمایل به قرار گرفتن در راستای میدان الکتریکی دارند. پایدارترین حالت زمانی است که قطب مثبت یک مولکول تا حد امکان به قطب منفی مولکول مجاور نزدیک باشد. در این شرایط بین مولکولهای مجاور یک نیروی جاذبه الکتروستاتیکی به نام نیروی دوقطبی بوجود میآید.
با توجه به مقادیر الکترونگاتیوی اتمها در یک مولکول دو اتمی میتوان میزان قطبیت مولکول و جهتگیری قطبهای مثبت و منفی را پیش بینی کرد اما پیش بینی قطبیت مولکولهای چند اتمی باید مبتنی بر شناخت شکل هندسی مولکول و آرایش جفت الکترونهای غیر مشترک باشد.
پیوند هیدروژنی
پیوند هیدروژنی نوعی نیروی بین مولکولی است که در آن بین اتم هیدروژن از یک مولکول با اتمهای الکترونگاتیو F و O و N از مولکول دیگر جاذبهای بوجود میآید که به پیوند هیدروژنی معروف است. پیوند هیدروژنی فقط بین ترکیبات دارای H و O و N و F وجود دارد یعنی در این ترکیبات هیدروژن به عنوان پلی بین دو اتم الکترونگاتیو عمل میکند. انرژی لازم برای شکستن یک مول پیوند هیدروژنی از حدود ۱ تا ۱۰ کیلوکالری متغیر است.
اگرچه پیوندهای هیدروژنی ضعیف تر از پیوندهای کووالانسی است اما در میان نیروهای بین مولکولی قویترین آنها به شمار میرود. پیوندهای هیدروژنی نقش موثری در ساختار مواد مهم بیولوژیکی شامل پیوندهای N -H و O-H و تعیین خواص آنها دارد. شکل هندسی پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک که مولکولهای آلی دارای زنجیر بلند هستند با پیوند هیدروژنی میان گروههای N - H یک زنجیر و گروه C = O زنجیر مجاور تثبیت میشود.
که در ربایش فضای بین ملکولی اتمهای هیدروژن پیوند واندر والسی به طور چشم گیری افزابش مي یابد
نیروهای لاندن (پراکندگی)
مولکولهای غیرقطبی، دوقطبی دائمی ندارند ولی با وجود این تمام مواد غیرقطبی را میتوان مایع کرد. از اینرو علاوه بر نیروی دوقطبی - دوقطبی باید نوع دیگری از نیروی بین مولکولی وجود داشته باشد. وجود نیروهای پراکندگی در مولکولها به عنوان یک اصل پذیرفته شدهاند. تصور میشود این نیروها ناشی از حرکت الکترونها باشد. در یک لحظه از زمان ابر الکترونی یک مولکول به نحوی تغییر شکل میدهد که یک دوقطبی لحظهای بوجود میآید که در آن قسمتی از مولکول به مقدار بسیار کم منفی تر از قسمتهای دیگر است و در لحظه بعد به علت حرکت الکترونها جهت دوقطبی لحظهای تغییر میکند.
اثر این دوقبیهای لحظهای در طول زمان بسیار کوتاه یکدیگر را حذف میکنند به صورتی که مولکول غیر قطبی فاقد دوقطبی دائمی میشود. ولی دوقطبیهای مواج لحظهای یک مولکول، دوقطبیهای نظیر خود را در مولکولهای مجاور القا میکنند و حرکت همزمان الکترونهای مولکولهای مجاور باعث ایجاد نیروی جاذبه بین این دو قطبیهای لحظهای، نیروی لاندن را تشکیل میدهند. نیروی لاندن بین مولکولهای قطبی هم وجود دارد، اما تنها نیروی بین مولکولی موجود در مولکولهای غیرقطبی است.