پرسش

سلام. لطفا فرق و شباهت تركیبات كووالانسی و مولكولی و جامدهای كووالانسی را برایم شرح دهید.
من نمیدانم به چی تركیب مولكولی می گویند. لطفا شرح دهید.
- رضا - 18 ساله - دبیرستان

پاسخ

در ابتدا مروری اریم بر انواع جامدات :
انواع جامدات بلورین عبارتند از:
الف: بلورهای یونی : در یك بلور یونی، یونهای مثبت و منفی توسط جاذبه الكترواستاتیكی در یك آرایش بلوری كنار هم نگه داشته می‌شوند. به علت قوی بودن این نیروها، مواد یونی دارای نقطه ذوب بالا هستند. بلورهای یونی سخت و شكننده‌اند. چنانچه بخواهیم تغییر شكلی در یك بلور یونی ایجاد كنیم، باعث شكستن آن می‌شویم: به علت تغییر مكان یك لایه از یونها بر روی دیگر یونها، یونهای هم‌بار در كنار یكدیگر قرار می‌گیرند و بلورها قطعه قطعه می‌شوند. تركیبات یونی در حالت مذاب یا در محلول، رسانای مناسبی برای جریان الكتریكی هستند، ولی در حالت بلوری كه یونها آزادی حركت ندارند، بلورهای یونی نارسانا هستند.
ب: بلورهای مولكولی، بلورهای مولكولی از كنار هم چیدن مولكولها به وجود می‌آیند. اما در این جامدات نیروهای بین مولكولی كه مولكولها را كنار یكدیگر نگاه می‌دارند، به اندازه نیروهای الكتروستاتیكی در بلورهای یونی، پرقدرت نیستند. به عكس، در جامدات مولكولی، مولكولها توسط نیروهای جاذبه ی ضعیف واندروالسی یا لاندن در كنار یكدیگر قرار می گیرند. به همین دلیل بلورهای مولكولی نرم هستند و دارای نقطه ذوب پایین و معمولا" كمتر از 300 درجه سانتیگراد می‌باشند. به طور كلی، مواد مولكولی، در حالتهای مایع و جامد، رسانای الكتریسیته نیستند. به عنوان مثال می‌توان از جامد مولكولی ید نام برد كه در آن مولكولهای غیرقطبی I-I به وسیله نیروهای ضعیف لاندن در كنار یكدیگر نگه داشته شده‌اند.
ج: بلورهای شبكه‌ای یا جامدات كووالانسی، در این بلورها، اتمها با شبكه‌ای از پیوندهای كووالانسی به یكدیگر متصلند. كل بلور را می‌توان مانند یك مولكول عظیم در نظر گرفت. الماس مثالی از این بلور است. در الماس، اتمهای كربن به وسیله پیوند كووالانسی در یك ساختار سه بعدی به هم متصل هستند درواقع در بلورهای كووالانسی، هیچ مولكولی از مولكول دیگر قابل تفكیك نمی باشد و هر مولكول با چندین مولكول دیگر ÷یوند كووالانسی برقرار كرده است. همچنین نوع ÷یوندها نیز در این شبكه ها یكسان می باشد . موادی از این نوع دارای نقاط ذوب بالایی می‌باشند و فوق‌العاده سخت هستند، زیرا برای از بین بردن ساختار بلوری آنها باید تعداد زیادی پیوند كووالانسی شكسته شود. بلورهای شبكه‌ای رسانای الكتریسیته نیستند.
د: بلورهای فلزی، الكترونهای خارجی اتمهای فلزات سست می‌باشند و در یك بلور فلزی آزادانه حركت می‌كنند. بخش باقیمانده از اتمهای فلز، یونهای مثبت، مكانهای ثابتی را در بلور اشغال می‌نمایند. ابر منفی الكترونهای آزاد كه گاهی گاز الكترون یا دریای الكترون نیز نامیده می‌شوند، مسؤل نگه داشتن بلورها به یكدیگر است. این نیروی پیوستگی به پیوند فلزی موسوم است. پیوند فلزی، پیوندی قوی است. بیشتر فلزات دارای نقاط ذوب و چگالی بالا هستند. برخلاف بلورهای یونی، در بلورهای فلزی مكان یونهای مثبت را می‌توان بدون از بین بردن بلور تغییر داد. علت این امر توزیع یكنواخت بار منفی است كه در اثر حركت آزادانه الكترونها ایجاد می‌گردد. از این رو، بیشتر بلورهای فلزی به سادگی تغییر شكل می‌یابند و اغلب آنها قابلیت چكش‌خواری (شكل پذیری در اثر ضربه) و مفتول شدن (تبدیل شدن به سیم در اثر كشیدگی) را دارند. حركت آزادانه الكترونها در بلور فلزی سبب می‌شود كه اغلب فلزات رساناهای الكتریسیته خوبی باشند. مثال بلور فلزی، انواع فلزات مس، آلومینیم، سدیم و ... می‌باشد.
درواقع تفاوت اصلی جامدات مولكولی و كووالانسی در نوع پیوندهای بین مولكولی است. شما جامد مولكولی ید را در نظر بگیرید. مولكول ید از برقراری پیوند كووالانسی بین دو اتم ید به وجود می آید. اما مولكولهای یدی كه می خواهند در كنار یكدیگر قرار بگیرند و جامد را به وجود بیاورند، دیگر بین مولكولها پیوند كووالانسی وجود ندارد بلكه همانطور كه گفته شد بین مولكولها پیوند ضعیف لاندن (دوقطبی های لحظه ای) برقرار است. اما در جامدات كووالانس، هم بین اتمها و هم بین مولكولهای متشكل از اتمها پیوند كووالانسی وجود دارد. اما تركیب كووالانسی به هر مولكولی گفته می شود كه بین اتمهای آن پیوند كوالانسی وجود دارد. درواقع هم جامد مولكولی و هم جامد كووالانسی هر دو از تركیبات كوالانسی به وجود آمده اند، اما در یكی تركیبات كووالانسی نیز دوباره به وسیله پیوند كووالانسی به هم متصل شده اند(جامدات كووالانسی یا شبكه ای) و در دیگری تركیبات كووالانسی به وسیله نیروهای ضعیف لاندن به هم متصل می شوند (جامدات مولكولی)