الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن قوى التجاذب شامل

بواسطة: نشر في: 28 نوفمبر، 2018
mosoah
بحث عن قوى التجاذب

التجاذب هو التقارب بين الأشياء؛ وتُعرف قوى التجاذب بأنها القوة الناتجة عن حدوث تقارب بين شحنتين؛ ويُقدم لك موقع الموسوعة موضوع بحث عن قوى التجاذب لمساعدتك في التعرف على أنواع قوى التجاذب بنوعيها الأساسيين المتمثلين في قوى الترابط الجزيئية والقوى بين الجزيئية؛ بالإضافة لتوضيح الأنواع الفرعية أيضًا مع توضيح أهم المعلومات عن كل نوع منهم وإليكم المزيد من التفاصيل على موسوعة.

أنواع قوى التجاذب

تُصنف قوى التجاذب إلى نمطين أساسين وهما:

قوى الترابط الجزيئية:

أولًا: الروابط الأيونية:

  • تتكون بين ذرتين مختلفتين في القدرة على اكتساب أو فقد الإلكترونات.
  • تتشكل بين أيون موجب وأيون سالب.
  • تختلف النسبة بين الأيونات المفقودة والمكتسبة.
  • تتكون عادةً بين الفلزات منخفضة طاقة التأين المائلة لفقد الإلكترونات واللافلزات مرتفعة طاقة الألفة (تُشير الألفة إلى كمية الطاقة المنبعثة خلال إضافة إلكترونات إلى ذرة متعادلة لتكوين أيون غازي شحنته تساوي -1) المائلة لاكتساب الإلكترونات.
  • مثال: الارتباط بين أيوني الصوديوم والكلور لتكوين مركب كلوريد الصوديوم؛ فخلال تلك العملية يفقد الصوديوم إلكترون ليتحول إلى أيون موجب أحادي؛ بينما يكتسب الكلور إلكترون واحد ليتحول إلى أيون سالب .
    Na + Cl → Na+ + Cl− → NaCl.
  • تُسمى الطاقة الناتجة عن الرابطة الأيونية باسم طاقة الرابطة الأيونية؛ وهي عبارة عن طاقة وضع سالبة تتحدد قيمتها تبعًا لقدر الشحنة المتوفرة في الأيونين وعلى نصف الحجم الذري لكلاهما؛ والعلاقة بينهما عكسية (كلما نقصت كمية الشحنة كلما زادت طاقة الرابطة الأيونية).
  • توجد علاقة طردية بين نصف القطر وبين طاقة الرابطة الأيونية وأصبح المركب أكثر استقرارًا (كلما نقص نصف القطر الذري الإجمالي للعنصرين كلما قلت طاقة الرابطة الأيونية).
  • يُمكن كسر طاقة الرابطة الأيونية وفصل الأيونين من خلال طاقة موجبة تُسمى طاقة الترتيب البلوري.
  • تُعرف طاقة الترتيب البلوري بأنها الطاقة اللازمة لتحويل مركب أيوني (بلوري) من حالته الصلبة إلى أيونات منفصلة غازية الحالة.
  • يكون الحد الأدنى لطاقة الترتيب البلوري مساويًا لطاقة الرابطة الأيونية.
  • تقل طاقة الترتيب البلوري كلما انخفضت قيمة الشحنة أو زاد نصف القطر الذري الإجمالي.

ثانيًا: الروابط التساهمية:

  • تُشير لحدوث ترابط بين الذرات من خلال المساهمة بزوج أو عدة أزواج من الإلكترونات.
  • تتسم الذرات بمشاركة الإلكترونات لملأ غلافها الإلكتروني.
  • تتمثل قوى الروابط التساهمية في قوتها مع قوى الروابط الأيونية.
  • تحدث عادةً بين الذرات مرتفعة السالبية الكهربية نظرًا لحاجتها لطاقة كبيرة لتحريك الإلكترونات من الذرة.
  • تتم غالبًا بين اللافلزات.
  • تُصنف إلى روابط أحادية (سيجما) وروابط تساهمية متعددة.
  • النوع الأكثر انتشارًا هو الرابطة الأحادية التي تعني المشاركة بزوج واحد من الإلكترونات.
  • الروابط التساهمية المتعددة هي الروابط التي يتم فيها المساهمة بأكثر من زوج من الإلكترونات.
  • تتفرع من الروابط التساهمية المتعددة أنواعًَا فرعية وهم: الرابطة الثنائية، والرابطة الثلاثية.

ثالثًا: الروابط الفلزية:

  • تحدث بين عنصرين من الفلزات عندما تكون الذرات متقاربة في الحالة الصلبة نظرًا لأن ذرة الفلز تميل إلى فقد إلكترون واحد على الأقل من إلكترونات التكافؤ الموجودة في غلافها الخارجي.
  • يؤدي حدوثها لتكون بلورات معدنية (بلورية).
  • تتم بين الأيونات الموجبة والإلكترونات الحرة.
  • تُشير الإلكترونات الحرة إلى الإلكترونات غير المنجذبة لذرة محددة؛ لذا تظل حرة في بلورة الفلزات وبالتالي تتكون سحابة من إلكترونات التكافؤ؛ وتعمل هذه السحابة على تقليل قوى التنافر بين أيونات الفلزات فيتم الترابط بين أيونات الفلز وتتكون الروابط الفلزية التي تُعرف علميًا باسم البحر الإلكتروني.
  • تتأثر قوة الروابط الفلزية بثلاثة عوامل وهم: عدد الإلكترونات الحرة، وعدد البروتونات الموجبة، وحجم ذرة الفلز؛ إذ تزيد قوى الجذب كلما زاد عدد الإلكترونات الحرة (علاقة طردية)، وترتفع قوى الجذب أيضًا بزيادة عدد البروتونات الموجبة؛ لكن تزيد قوى الجذب كلما صغر حجم ذرة الفلز (علاقة عكسية).

القوى بين الجزيئية:

أولًا: قوى التشتت (قوى لندن):

  • تتكون بين مختلف الجسيمات.
  • نوع مؤقت وضعيف من قوى التجاذب التي تحدث بين جزيئات غير قطبية.
  • تتشكل نتيجة لحدوث تصادم بين السحب الإلكترونية.
  • توجد علاقة طردية بين قوتها وبين حجم الجسيمات؛ إذ تزيد قوتها كلما زاد حجم الجسيمات.

ثانيًا: الروابط الهيدروجينية:

  • اُكتشفت سنة 1912 م.
  • من أضعف أنواع الروابط.
  • تكون نوع خاص من الجذب ثنائي القطب.
  • تتشكل نتيجة لارتباط ذرة هيدروجين موجب مع ذرة مرتفعة السالبية الكهربية مثل النيتروجين أو الأكسجين، أو الفلور؛ لأن الفرق في السالبية هو الذي يؤدي لحدوث استقطاب في الجزيء.
  • يحدث الاستقطاب عند انجذاب إلكترونات الربط بين الذرتين إلى الذرة مرتفعة السالبية الكهربية؛ حيث يؤدي ذلك لتكون سحابة إلكترونية حول ذرة الهيدروجين؛ وبذلك يتحول الجزيء إلى قطب يُمثل الهيدروجين نهايته الموجبة.
  • يتطلب حدوث الرابطة الهيدروجينية وجود ذرات هيدروجين لأن الذرات الأخرى تمتلك أغلفة إلكترونية تعمل على حجب أنويتها وتعوق حدوث الترابط.

ثالثُا:الروابط القطبية:

تٌصنف إلى قسمين هما:

قوى ثنائية القطبية – ثنائية القطبية:

  • تُشير لقوى التجاذب بين الجزيئات القطبية.
  • تتناسب قوى التجاذب طرديًا مع حجم الثنائية القطبية (كلما زاد حجم الثنائية كلما زادت قوة الرابطة).
  • تكون الرابطة بين جزيئات السوائل أضعف من قوة الرابطة بين جزيئات المواد الصلبة.

قوى أيون – ثنائية قطبية:

  • عبارة عن قوى تجاذب بين أيون موجب أو سالب وجزيئة قطبية.
  • تعتمد قوى التجاذب على حجم وشحنة الأيون ومقدار استقطاب الجزيئة.
  • من أمثلتها عملية الإماهة بين أيون الصوديوم وشاردة المغنيسيوم (ذرة المغنيسيوم بعد اكتسابها إلكترون أو أكثر).

الفرق بين قوى التشتت وثنائية القطبية والرابطة الهيدروجينية

  • يكمن الفرق بين قوى التشتت وثنائية القطبية في أن الأخيرة تحتوي على شحنتين واحدة سالبة والأخرى موجبة، وفي الجزيء تتساوى الإلكترونات الموزعة بين الذرات، ولكن هناك بعض العناصر التي يمكن أن تدور أكثر حول الذرة نتيجة قُربها من الإلكترونات.
  • وتحدث القوة ثنائية القطب عند انجذاب القطب السالب إلى آخر موجب من جزيء آخر، أما الجزيء القطبي فهو الذي يحتوي على الجانبين الإيجابي والسلبي.
  • وفي القوى الأيونية ثنائية القطب، عندما تفقد الذرة إلكترون أو أكثر ويصبح عدد البروتونات أكثر من عدد الإلكترونات، تصبح تلك الذرة أيون موجب، وعندما تكتسب الذرة إلكترون واحد أو أكثر يقل عدد البروتونات عن عدد الإلكترونات وتصبح أيون بشحنة سالبة.
  • ويمتلك الجزيء ثنائي القطب شحنتين إحداهما موجبة والأخرى سالبة وكلاهما طفيفة، وتقوم القوى الأيونية بالربط ما بين الأيونات فتجذب الأنيونات للجزء الموجب وتجذب الكاتيونات للجزء السالب.
  • أما الرابطة الهيدروجينية فهي تُعد من القوى ثنائية القطب، فالذرات الهيدروجينية تختلف من حيث قدراتها الكهربائية عن باقي الذرات مثل النيتروجين والأكسجين، ونظرًا لصغر ذرات الهيدروجين فيمكن أن تنجذب إلى باقي الذرات التي تكبرها حجمًا، وعند اقتراب تلك الذرات من الإلكترونات المشتركة تصبح موجبة ويصبح الهدروجين موجبًا.

 

وبهذا نكون قد وصلنا إلى ختام مقالنا عن قوى التجاذب والذي شرحنا من خلاله أنواع قوى التجاذب والفرق بينهما.

المراجع :

1