پیوند کووالانسی

همانطور که در مبحث ( وارونگی میادین الکتریکی ، توجیهی جدید برای تولید زوج ماده - پاد ماده . بر خلاف انتظار ما ، ماده - پاد ماده یکدیگر را نابود نمی‌کنند ! ) توضیح داده شد ، الکترونها …

همانطور که در مبحث ( وارونگی میادین الکتریکی ، توجیهی جدید برای تولید زوج ماده - پاد ماده . بر خلاف انتظار ما ، ماده - پاد ماده یکدیگر را نابود نمی‌کنند ! ) توضیح داده شد ، الکترونها و سایر ذرات باردار ساکن نیستند و حول محور فرضی خود با سرعت چرخشی بسیار بالایی در حال دوران هستند که به این دوران آنها اسپین گفته میشود . اگر دوران الکترون را موافق چرخش عقربه‌های ساعت فرض کنیم و آن را از بالا بنگریم مشاهده میشود که :

امتداد خطوط میدان از مرکز الکترون یا میدان الکتریکی ، خارج و حول مرکز به صورت دوایری تو در تو و پیوسته در می‌آید که میتوانیم آن را یک میدان الکتریکی بسته و تا بینهایت در نظر بگیریم ، برای اینکه این میدان دایره‌ای شکل هیچ آغاز و پایانی ندارد . همانطور که میدانیم ، هرگاه میدان الکتریکی در فضا برقرار شود ، میدان مغناطیسی عمود بر امتداد آن پدیدار خواهد شد و برعکس آن نیز صادق است که به مجموعه این دو میدان در فضا ، میدان الکترومغناطیسی گفته میشود .

در شکل فوق نمای الکترون ( سطح دایره‌ای قرمز رنگ ) از پهلو و در حال دوران حول محور عمودی نشان داده شده است ، به گونه‌ای که اگر از بالا به آن بنگریم جهت چرخش آن موافق جهت چرخش عقربه‌های ساعت خواهد بود . خطوط افقی سیاه رنگ ، میادین الکتریکی و فلش قرمز رنگ جهت میدان الکتریکی از روبرو را نشان میدهد که در این صورت جهت فلشهای آبی رنگ ، جهت میدان مغناطیسی تشکیل شده را نشان میدهد . با توجه به دو قطبی بودن الکترون و ذرات باردار دیگر ، آنها میتواند تشکیل زوج ماده - ماده دهند یعنی شکل زیر :

پیوند کووالانسی چیست ؟

بر خلاف تشکیل پیوند یونی ، اتم‌ها برای رسیدن به آرایش گاز نجیب ( آرایش هشت‌تایی ) به جای از دست دادن یا پذیرفتن الکترون ، آن را میان خود به اشتراک می‌گذارند . در این حالت میان دو اتم پیوندی بوجود می‌آید که پیوند کووالانسی گفته می‌شود . به طور مثال پیوند کووالانسی ساده بین دو اتم هیدروژن را در نظر می‌گیریم . با نزدیک شدن اتم‌های هیدروژن به یکدیگر ، میان دو الکترون از دو اتم یک نیروی جاذبه مغناطیسی قوی ایجاد می‌شود ، برای اینکه این دو الکترون تمایل شدیدی برای تشکیل یک زوج الکترون - الکترون و پر کردن یک اوربیتال دارند ( یعنی ۱S ) . همین وضعیت برای پروتون‌های هسته برقرار است ، یعنی آنها نیز تمایل به تشکیل یک زوج پروتون - پروتون را دارند ، برای اینکه آنها بار الکتریکی داشته و با دوران ( اسپین ) خود ، میدان مغناطیسی تولید می‌کنند که باعث تشکیل زوج پروتون - پروتون میشود . در هنگام تشکیل پیوند کووالانسی چنین به نظر میرسد که اثر جاذبه مغناطیسی الکترونها و پروتونها نسبت به هم نوع خود بیش‌تر از مجموع نیروهای دافعه‌ای الکتریکی میان دو هسته و میان دو الکترون است و این دو نیرو در حد فاصلی از هم به تعادل میرسند که به آن طول پیوند در ملکول هیدروژن گفته میشود . آنچه که مسلم است این فاصله ثابت نبوده و در حال تغییرات جزیی است که باعث نوسان و لرزش ملکول هیدروژن میشود . این پیوند کووالانسی انرژی‌زا بوده و معادل ۴۳۶ کیلو ژول بر مول انرژی آزاد می‌کند که ناشی از کاهش پتانسیل الکترومغناطیسی موجود در اتم هیدروژن است و ما برای گسستن این پیوند در ملکول هیدروژن ، مجبوریم این انرژی را مجددا مصرف کنیم . در واکنش هسته‌ای همجوشی این فاصله پیوند مابین پروتونها ( هسته‌ها ) فوق‌العاده کم شده و هسته‌های جدید تشکیل میشوند و در نتیجه ، انرژی بسیار زیادی آزاد میشود ، برای اینکه انرژی پیوند با فاصله پیوند رابطه عکس دارد E≈۱/r . یعنی هر چه قدر فاصله پیوند کوتاه‌تر شود انرژی پیوند افزایش پیدا خواهد نمود . در این حالت هسته‌ها مقدار بیشتری از پتانسیل الکترومغناطیسی خود را از دست داده و به صورت تابشهای الکترومغناطیسی آشکار و دفع خواهند شد . قدر مسلم زوج الکترون - الکترون تشکیل شده متعلق به هر دو لایه ۱S از دو هسته یا اتم هیدروژن است و این زوج در هر دو لایه حضور و چرخش یا دوران خواهد داشت . در واقع انرژی پیوند ملکول هیدروژن مربوط به انرژی پیوند زوج الکترون - الکترون و زوج پروتون - پروتون میشود ، البته متناسب با طول پیوندی که برقرار خواهند نمود .

منبع: http://ki۲۱۰۰.com/chemistry/covalence.htm

http://www.articles.ir/article۲۴۵۸.aspx

نویسنده:محمدرضا طباطبایی