Դավիթ Մուրադյան

Քիմիական միացությունները որոշակի հաջորդականությամբ միմյանց կապված ատոմների համախումբ են։ Նյութերի քիմիական հատկությունները պայմանավորված են քիմիական կապերի տեսակով, կապ առաջացնող ատոմների բնույթով ու մոլեկուլում դրանց փոխազդեցությամբ։ Հին ժամանակներից սկսած՝ գիտնականները փորձում են պարզել, թե ինչպես են կառուցված նյութերը, ինչպե՞ս և ինչու՞ են ատոմները միանում, և ի՞նչ ուժեր են նրանց միմյանց մոտ պահում։ XX դարում ֆիզիկոսները պարզեցին, որ ատոմները կապվում են էլեկտրական լիցք ունեցող մասնիկներով՝ արտաքին էներգիական մակարդակի էլեկտրոններով, որոնք ձգվում են կապվող ատոմների դրական միջուկների կողմից։ Հետևաբար, ատոմները կապող ուժերը էլեկտրական բնույթի են։

Ատոմների կապը մեկը մյուսի հետ անվանում են քիմիական կապ: 

Քիմիական կապը փոխազդեցություն է էլեկտրոնների և միջուկների միջև, որը հանգեցնում է մոլեկուլում ատոմների միացմանը։ Քիմիական կապն ատոմների փոխազդեցություններ, որն ուղեկցվում է էներգիայի անջատումով։

Այդ էներգիան կազմում է 40-ից մինչև 1000 կՋ մոլ։

Էներգիայի այդպիսի լայն միջակայք հնարավոր է տարբեր փոխազդեցությունների պատճառով, որոնք ներկայումս հիմնականում դասակարգվում են՝ որպես կովալենտային, իոնային և մետաղային կապեր։

Կովալենտային կապ առաջանում է ոչ մետաղների ատոմների միջև:

Կովալենտային է կոչվում այն քիմիական կապը, որն առաջանում է երկու ատոմի միջև ընդհանրացված էլեկտրոնային զույգերի միջոցով։ Կապը, որն առաջանում է հավասարաչափ բաշխված ընդհանրացված էլեկտրոնային զույգերով, որոնք կապված են միջուկների կոչվում է կովալենտային ոչ բևեռային։ Քիմիական միացության մոլեկուլում կապն իրականացնող էլեկտրոնային զույգը դեպի իրեն ձգելու ատոմի հատկությունն անվանվում է էլեկտրաբացասականություն՝ /ԷԲ/։

Նույն էլեկտրաբացասակությունն ունեցող ոչ մետաղների ատոմների միջև ընդհանուր էլեկտրոնային զույգով առաջացած կապը կոչվում է կովալենտային ոչ բևեռային։ Կովալենտային բևեռային է կոչվում այն քիմիական կապը, որն առաջանում է ոչ մետաղների ատոմների միջև՝ դեպի առավել էլեկտրաբացասական տարրի ատոմը շեղված էլեկտրոնային զույգի միջոցով։

Մետաղային կապը առաջանում է մետաղների ատոմների միջև:

Իոնային կապը առաջանում է մետաղների և ոչ մետաղների ատոմների միջև:

Իոնային է անվանվում այն քիմիական կապը, որն առաջանում է իոնների միջև գործող էլեկտրաստատիկական ձգողության ուժերի շնորհիվ։

Իոնները լիցքավորված մասնիկներ են, որոնք առաջանում են չեզոք ատոմներին էլեկտրոն միանալիս կամ էլեկտրոն տրամադրելիս։ Իոնային միացությունները համեմատաբար սակավաթիվ են։ Արժե հիշատակել, որ դրանց թվին են դասվում ալկալիական ու հողալկալիական մետաղների /I & II խմբերի գլխավոր ենթախմբերի տարրերի/ օքսիդներն ու հալոգենիդները։

Ջրածնային կապ

Ջրածնային կապն առաջանում է ջրածին պարունակող այնպիսի միացություններում, որոնցում ջրածինը միացած է խիստ էլեկտրաբացասական տարրի ատոմին:

Ջրածինը իր միակ էլեկտրոնը տալու կամ տեղաշարժելու ժամանակ վերածվում է գրեթե «մերկ» պրոտոնի, ձեռք է բերում դրական լիցքի մեծ խտություն և կարողանում է մեծ ուժով ձգվել այլ՝ բացասական լիցք կրող ատոմների կողմից:

Օրինակ՝

Մետաղային կապ

Այն փոխազդեցությունը, որն առաջանում է մետաղների ատոմների վալենտային էլեկտրոնների ընդհանրացված օրբիտալների և մետաղի իոնների միջև, կոչվում է մետաղային կապ:

Մետաղային տարրերի ատոմներն արտաքին էնեգիական մակարդակում ունեն քիչ թվով էլեկտրոններ և մեծ շառավիղ, ինչի պատճառով էլեկտրոնները թույլ են ձգվում միջուկների կողմից և ընդհանրացվում մետաղի բյուրեղում առկա բոլոր ատոմների միջև:

Մետաղների բոլոր հատկությունները պայմանավորված են դրանցում մետաղային կապի առկայությամբ. օրինակ՝ էլեկտրահաղորդականությունը.

Իոնային կապ

Տեսություն

Քիմիական կապի առաջացման հիմնական շարժիչ ուժն ատոմի՝ 8  էլեկտրոն պարունակող արտաքին էներգիական մակարդակ ունենալու ձգտումն է:

Քննարկենք, թե ինչպես կարող է քիմիական կապ առաջանալ էլեկտրաբացասականությամբ միմյանցից կտրուկ տարբերվող ատոմների միջև, օրինակ` նատրիումի (Na) և ֆտորի(F):

Նատրիումի  ատոմն իր արտաքին շերտի մեկ էլեկտրոնը տրամադրում է ֆտորի ատոմին և փոխարկվում է ութ էլեկտրոն պարունակող, կայուն, դրական լիցքավորված մասնիկի, այսինքն` ստացվում է նեոն (Ne) իներտ գազի էլեկտրոնային կառուցվածք. 

Ֆտորի ատոմն արտաքին էլեկտրոնային շերտում յոթ էլեկտրոն ունի, և կայուն վիճակի համար ֆտորի ատոմին ընդամենը մեկ էլեկտրոն է պակասում, ուստիև ավարտուն արտաքին էներգիական մակարդակ ստանալու համար շատ ավելի հեշտ է այդ ատոմին մեկ էլեկտրոն միացնել: Այդ մեկ էլեկտրոնը նատրիումի ատոմից վերցնելիս ֆտորի ատոմը փոխարկվում է 8 էլեկտրոն պարունակող, կայուն արտաքին շերտով, բացասական լիցքավորված մասնիկի այսինքն, ստացվում է նեոն (Ne) իներտ գազի էլեկտրոնային կառուցվածք.

Դրական (Na+)  և բացասական F− մասնիկների միջև էլեկտրաստատիկական ձգողության ուժեր են ծագում, և որպես արդյունք՝ առաջանում է նատրիումի ֆտորիդ նյութը:

Իոնները  լիցքավորված մասնիկներ են, որոնք առաջանում են չեզոք ատոմներին էլեկտրոն միանալիս կամ էլեկտրոն տրամադրելիս:   

Իոնի ձեռք բերած էլեկտրական լիցքն անվանվում է իոնի լիցք:

Իոնի լիցքը նշելիս նրա թվային արժեքը գրվում է «+» կամ «−»  նշանով, ընդ որում՝ միալիցք իոնների դեպքում 1 թիվը չի գրվում:

Այն քիմիական կապը, որն առաջանում է իոնների միջև գործող էլեկտրաստատիկական փոխազդեցության շնորհիվ անվանվում է իոնային: 

Էլեկտրաստատիկական  ուժերի ծագման հետևանքով   ձևավորվում է  այսպես կոչված իոնային բյուրեղավանդակը:

Իոնային բյուրեղավանդակ առաջացրած միացություններն էլ անվանվում են իոնային միացություններ: 

NaF, NaCl, MgBr₂, CaCl₂

Իոնային կապ են առաջացնում նաև բարդ իոնները՝ լիցքավորված բազմատոմ մասնիկները, օրինակ՝ (NH4),+(SO₄),2−(OH),−(NO₃)− և այլն:

Դրանք նույնպես իոնային կապով են միանում տարանուն լիցքով ոններին՝ (NH₄)+Br−+,(SO₄)2−+Ca₂+,K++(OH)− և այլն:

Այս դեպքում բյուրեղավանդակի հանգույցներում կանոնավոր դասավորվում են պարզ և բարդ իոնները: Իոնային կապը հագեցած չէ: Իոնային կապն ուղղորդված չէ:

Սրանք են իոնային կապի գլխավոր հատկությունները: Այս կապի ուղղորդված չլինելը բացատրվում է այն հանգամանքով, որ լիցքի գնդաձև էլեկտրաստատիկական դաշտն իոնի շուրջը բոլոր ուղղություններով համաչափ է, և տարանուն լիցքով իոնը կարող է տարբեր կողմերից ձգվել, ընդ որում՝ կարող են տարբեր թվերով իոններ ձգվել: Այլ կերպ ասած՝ իոնային կապն առաջանում է ոչ թե տեղայնացված երկու մասնիկի, այլ մեծաթիվ մասնիկների միջև ու տարածական տարբեր ուղղություններով:

Իսկ տարբեր ուղղություններով գործող փոխազդեցության ուժերի գոյությունն ապացույց է, որ իոնային կապը հագեցած չէ: Այսպես, նատրիումի քլորիդի (NaCl) բյուրեղներում նատրիումի յուրաքանչյուր իոն (Na+) շրջապատված է քլորի 6 իոնով, քլորի յուրաքանչյուր իոն (Cl)՝ նատրիումի 6 իոնով:

Իոնային միացությունների բյուրեղավանդակները կայուն են, ուստիև բնորոշվում են հալման ու եռման բարձր ջերմաստիճաններով:

Աղբյուրներ՝ Սուսան Սահակյանի բլոգից, ԻմԴպրոց