بحث عن المركبات الايونية والفلزات حيث تجمعهما علاقة قوية ، فالمركب الأيوني قد نتج من خلال عملية للتفاعل الكيمائي ، الذي حدث بين عنصر فلزي لديه ميول لأن يفقد الكترونات مع عنصر لافلزي يميل بشكل أكبر إلى اكتساب المزيد من الإلكترونات ، ما ينتج عن ذلك هو الأيونات ، أو المركب الأيوني والذي له خصائصه الكيمائية الجديدة مثل عدم توصيل الكهرباء والحرارة علي سبيل المثال .
بحث عن المركبات الايونية والفلزات
تعتبر المركبات الأيونية والفلزات من الأساسيات في علم الكيمياء، حيث تلعب دورًا حيويًا في العديد من العمليات الصناعية والبيولوجية ، تتشكل المركبات الأيونية من تفاعلات كيميائية بين الفلزات واللافلزات، مكونة بنى قوية ومستقرة ، في هذا البحث، سنتناول خصائص هذه المركبات والفلزات، وأهميتها واستخداماتها المتعددة في حياتنا اليومية والصناعات المختلفة .
تعريف المركبات الأيونية
من المعلوم أن الذرة تتكون من عدد محدد من البروتونات والنيوترونات ، وكذلك الإلكترونات في أغلب الذرات يكون العدد فيما بينهم متشابه ، ولكن في حالة كان العدد فيما بينهم مختلفا ، يكون الاختلاف بسبب أن هناك ذرة لعنصر ما ، تميل لاكتساب المزيد من الالكترونات ، فيما يعرف بتكوين الأيون السالب ، أو أنها تتعرض لفقد واحدا أو أكثر ، والذي يتكون من خلال ذلك هو أيون موجب ، أي أن المركب الأيوني ، يتم تعريفه على أنه تجمعات للأيونات السالبة ، والتي تحمل اسم أنيونات ، بينما الأيون الموجب يحمل اسم كاتيونات ، مكونة شكل هندسي يطلق عليه البلورة ، ويتم هذا التفاعل بغرض الوصول إلى استقرار المركب الأيوني ، من خلال عملية قوى الجذب الكهروستاتيكية ، أو كما يطلق عليها الروابط الأيونية.
تعريف الفلزات
تعرف الفلزات أنها كل المواد التي تمتلك القدرة على توصيل الكهرباء ، وكذلك الحرارة ، ولا تتفاعل بشكل سريع مع باقي العناصر ، وتتواجد بكثرة ووفرة في القشرة الأرضية ، والتي منها الماغنسيوم والحديد ، والكالسيوم ، وتتواجد على صورتها الخام لها دور كبير في حدوث المركبات الأيونية ، حيث أنها تمتلك طاقة تأين منخفضة ، ما يجعل لديها ميل إلى فقدان الإلكترونات ، متحدة بذلك مع المواد والعناصر اللافلزية ، والتي لها ألفة الكترونية عالية ، ما ينتج عنه الميل ، لاكتساب المزيد من الإلكترونات
مقارنة بين الفلزات والمركبات الايونية
- يعرف عن المركبات الأيونية أنها الناتج من التفاعل الكيميائي ، الذي تم بين العناصر الفلزية ، والعناصر اللافلزية ، ويتم ترتيب الأيونات فيها بشكل متكرر ، وفي عملية تناوب تتم بين الشحنات.
- بينما يختلف الأمر في الفلزات التي تتألف ، وتتكون من الأيونات الموجبة ، والتي يحيط بها ، كمية كبيرة من الإلكترونات الحرة في الحركة
بحث عن المركبات الايونية والفلزات .. صياغة المركب الأيوني
- بداية لابد من أن يتم تحديد رمز الأيون الفلز ، أو الكاتيونات صاحب الشحنة الموجبة في التفاعل الكيميائي ، وكذلك معرفة الشحنة الأيونية الخاصة به ، ويتم ذلك من خلال الجدول الدوري.
- كما يتم التعرف على الأيون اللافلز ، أو الأنيونات صاحب الشحنة السالبة ، ومعرفة الشحنة الخاصة به من الجدول الدوري .
- اجراء موازنة للشحنة الكلية الخاصة بالفلز ، والعنصر اللافلزي على أن يكون المجموع الخاص بهما صفر
- ولكن في حالة كان الناتج رقما غير الصفر ، يتم اضافة ذرات للمجموع الكلي ، حتى نصل به إلى الصفر ، وذلك الهدف منه ، هو تحقق التوازن في الشحنات الموجودة في المركب النهائي.
- عند كتابة الصيغة ، لابد من مراعاة كتابة الكاتيون ، في أول الاسم الخاص بالمركب الأيوني ، ويليه في كتابة الصيغة الأنيون .
صياغة المركب الأيوني المتعدد الذرات
في بعض المركبات ، نلاحظ احتوائها على أكثر من أيون متعدد الذرات ، وذلك الأيون هو الذي يتكون من خلال الرابطة التساهمية ، التي تتكون لأكثر من نوع من الذرات ، في شكل وحدة مفردة الشحنة ، ويتم كتابتها بين قوسين ، مصحوبة بالعدد الكلي في الخارج ، ويتم الاستغناء تماما عن الأقواس ، حال كان عدد الأيون متعدد الذرات ، يساوي واحد.
طريقة صياغة الأيون الفلزي بشحنة متغيرة
- عند تسمية الأيون الفلزي صاحب الشحنة المتغيرة ، والذي يعرف باسم الكاتيون ، فيتم الإشارة لتلك الشحنة الموجبة في الكاتيون ، من خلال الأرقام الرومانية بين قوسين ، بعد اسم ذلك الكاتيون
- ولكن في حالة كان الكاتيون أيون فلزي ، ولكن له شحنة ثابتة ، يتم تسميته على نفس الاسم المسمى به العنصر المتعادل المستمد هو منه.
- وفي حالة تسمية الأنيون ، نأتي باسم العنصر الأصلي في حالة كونه أيون أحادي ، ونضيف في نهاية الاسم حرفي الياء والدال يد ، مثل كلور يكون كلوريد ، أو أيون اليود يكون يوديد.
- ولكن لابد من مراعاة أن يتم استخدام ، ما يعرف باسم البادئات الإغريقية للإشارة بها ، لعدد الذرات أو حتى للإشارة بها إلى الأيونات المتعددة الذرات ، أثناء صياغة اسم المركب .
أهم خواص المركبات الأيونية
الشكل الهندسي البلوري
المركبات الأيونية من أهم خواصها ، أو خصائصها أنها تشكل شبكات بلورية ، يتم تعريفها أنها البنية المنتظمة المتناوب ، بها الكاتيون والأنيون معا ، على شكل بناء ثلاثي الأبعاد ، بالاعتماد على الأيون الذي يمتلك الحجم الأصغر بشكل كبير ، حيث أنها يعمل على سد الفجوات ، بشكل متساوي بين الأيونات ذات الحجم الأكبر ، علما أن المركب الجزيئي يشكل بلورة أكثر ليونة من البلورات التي تتكون من المركب الأيوني .
بلورات المركب الأيوني بين الصلابة والهشاشة
- البلورة الأيونية تتصف أنها صلبة وقوية ، بفضل أن الأيونات الموجبة ، والأيونات السالبة فيها تنجذب لبعضها بشكل شديد وقوي ، وليس من السهل أن يتم الفصل بينهم.
- البلورة الأيونية هشة ، وهذا بسبب أنها الأيونات التي لها شحنة مماثلة ، قد تضطر إلى الاقتراب من بعضها ، في حالة أن يتم لها عملية ضغط على البلورة ، الأمر الذي يؤدي إلى التنافر في الشحنات المتماثلة كهربائيا ، والناتج ربما يكون تقسيم تلك البلورة.
الارتفاع في درجة الانصهار والغليان
من المعروف أن الروابط الأيونية ، أو حتى التساهمية هي روابط قوية ، وعليه هي بحاجة إلى درجة عالية وكبيرة من درجات الانصهار ، أو درجات الغليان ، حتى يتم التغلب لها على تلك الروابط الأيونية ، في الأيون السالب والموجب والكافية ، لأن تتعرض بها تلك الروابط للإذابة أو للغليان.
التفوق على المركبات الجزيئية في درجة الانصهار أو التبخير
تمتلك المركبات الأيونية درجة عالية للانصهار أو الغليان ، علما أن تعريف حرارة الانصهار أنها الحرارة المطلوبة ، ليذوب بها جزء واحد من المادة الصلبة ، ويتم ذلك تحت الضغط الثابت ، بينما يتم تعريف درجة التبخير أنها الحرارة التي تكون مطلوبة ، ليتبخر بها جزء واحد من المركب السائل في ضغط ثابت ، وعليه تعتبر درجة الحرارة للانصهار ، أو التبخير للمركب الأيوني عالية ، بدرجة من عشرة إلى مائة مرة من المركبات الجزيئية.
التوصيل للتيار الكهربائي عن الذوبان في الماء
في حالة أن يتم تذويب المركب الأيوني ، في مقدار من الماء يحدث لتلك الأيونات عملية تفكك ، وتكون حرة التوصيل للشحنة الكهربائية عبر المحلول ، ليس هذا فقط ، ولكن الأملاح المنصهرة من المركبات الأيونية موصلة للكهرباء.
المركبات الصلبة الأيونية عازلة للكهرباء
تقوم المركبات الكهربائية المنصهرة في الماء ، أو السائلة بتوصيل الحرارة ، بينما المركبات الصلبة الأيونية لا توصل الكهرباء بشكل جيد ، وذلك لأن تلك الأيونات تكون مرتبطة معا بشكل جيد ، وبأحكام لا يسمح بمرور التيار الكهربائي.
أشهر المركبات الأيونية
كلوريد الصوديوم
كلوريد الصوديوم أو كما يعرف باسم ملح الطعام ، ويتكون من الفلز وهو الصوديوم ، ومن اللافلز وهو الكلور مكونة شكلا بلوري ، له لون أبيض ، ويدخل في الطعام ، كما يدخل في الكثير من الصناعات الأخرى.
كلوريد البوتاسيوم
يتكون ذلك المركب الأيوني من الكالسيوم ، وهو عنصر فلزي وعدد اثنين من أيون الكلور ، ويدخل في الكثير من المجالات الصناعية ، منها عمليات صبغ الورق ، ويستخدم في علاج حالات الانخفاض في مستوى الكالسيوم في الدم ، ويدخل في عمليات البناء ، وتعزيز تماسك التربة لتكون صلبة .
أكسيد الماغنسيوم
المركب يتم انتاجه من تفاعل معدن الماغنسيوم ، وهو فلز ، مع الأكسجين وهو عنصر لا فلزي ، ويدخل المركب الأيوني في صناعة السبائك ، والإسمنت والألياف الزجاجية.
تُعد المركبات الأيونية والفلزات جزءًا أساسيًا من الكيمياء الحديثة، حيث تلعب دورًا حيويًا في التطبيقات الصناعية والبيولوجية ، من خلال فهم خصائصها وتفاعلاتها، يمكننا تحسين العديد من العمليات التكنولوجية والصناعية ، توفر لنا هذه المعرفة أساسًا قويًا لتطوير مواد جديدة وتطبيقات مبتكرة ، لذا، يظل البحث في هذا المجال مفتاحًا للتقدم العلمي والتكنولوجي المستمر .