[ فيزياء ] ما هي المركبات الأيونية .. تعرف على أهم 4 حقائق علمية عنها # أخر تحديث اليوم 2024/05/23

تم النشر اليوم 2024/05/23 | ما هي المركبات الأيونية .. تعرف على أهم 4 حقائق علمية عنها

المركبات الأيونية

المركبات الأيونية هي مركبات ناتجة عن التفاعل بين العنصر الفلزي والعنصر اللافلزي، حيث يتم تحقيق الاستقرار للمركب الأيوني بين العنصرين الفلزي وغير الفلزي، وذلك بواسطة قوى الجذب الكهروستاتيكية وهي الروابط الأيونية، في هذا المقال نتعرف أكثر على أهم هذه العناصر والحقائق العلمية الذي تتحدث عن المركبات الأيونية، فما هي هذه الحقائق العلمية هذا ما نتعرف عليه خلال السطور القليلة القادمة.

المركبات الأيونية في حالة تعادل بين عدد الإلكترونات والنيوترونات

في حالة تعادل عدد الإلكترونات والنيوترونات في الذرة الواحدة، فإن الشحنة تكون متعادلة، وهذا من خصائص المركبات الأيونية، وعلى سبيل المثال؛ يمكن أن يتم تكوين كلوريد الصوديوم من خلال فقد ذرة الصوديوم في هذا المركب إلكتروناً لتتحول إلى أيون صوديوم موجب، في حين تكتسب ذرة الكلور إلكتروناً لتتحول إلى أيون كلور سالب وذلك في حالة تشكل المركب الأيوني المتعادل، وبالتالي لأن الايونات توازن بعضها البعض، وهو الأمر الذي نجده في جميع المركبات الأيونية، حيث تكون فيها شحنات سالبة وموجبة في حالة تعادل وتوازن.

مواد كيميائية تنتمي للمركبات الأيونية

المركبات الأيونية لها أمثلة عديدة، ومن هذه الأمثلة:
كلوريد الصوديوم: وهذا العنصر يعتبر من أهم الأملاح، وهو المعروف بملح الطعام، ويتكون من عنصر الصوديوم وعنصر الكلور، ومن المعروف أن عنصر الصوديوم من الفلزات، وعنصر الكلور من اللافلزات، أما عن لونه فهو أبيض اللون، ويعتبر كلوريد الصوديوم من المركبات الايونية الهامة التي تساعد في تصنيع المركبات الكيميائية.كلوريد الكالسيوم: وهذا المركب يتكون من الرابطة الأيونية التي تتفاعل بين أيون الكالسيوم وبين اثنين من أيونات الكلور، أما عن أهمية كلوريد الكالسيوم يستخدم في العديد من المجالات مثل صلابة التربة والعلاج لبعض الحالات المرضية التي تعاني من نقص الكالسيوم في الجسم، وفي عملية صبغ الورق وصناعة مواد البناء وغيرها من المجالات الصناعية.أكسيد المغنسيوم: من المواد والمركبات الكيميائية الناتجة عن تفاعل غاز الأكسجين مع معدن المغنسيوم، ويستخدم في العديد من المجالات مثل صناعة الألياف الزجاجية والفولاذ وصناعة الإسمنت والسبائك والأغراض الطبية مثل العلاج الخاص بزيادة الكالسيوم في الدم وارتفاع مستوياته في الجسم.بروميد البوتاسيوم: وهو مركب أيوني له العديد من الاستخدامات الصناعية مثل صناعة صفائح التصوير الفوتوغرافي والورق وله العديد من الاستخدامات الأخرى مثل علاج الحيوانات التي تعاني من مرض الصرع.بيكربونات الصوديوم: أحد أشهر المركبات الأيونية، حيث يتكون هذا المركب الأيوني الكربون والصوديوم، وله اسم آخر وهو صودا الخبز، والذي يستخدم في العديد من المجالات منها صناعة الخبز والمخبوزات بشكل عام، ومن ضمن خصائصه الكيميائية أنه يقوم على إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون من خلال تسخينه ووصوله لدرجة حرارة تزيد عن درجة 50 درجة مئوية.
المركبات الأيونية هي إحدى المركبات الهامة في الكيمياء، حيث قام العلماء باستخدام هذه المركبات بعد تفاعلها ما بين الفلزات واللافلزات، وبالتالي فإن هذا جعل من المركبات الأيونية أهمية كبيرة للغاية من ضمنها ما ذكرناه في السطور السابقة.

المركبات الأيونية نتيجة التفاعل بين الفلزات واللافلزات

المركبات الأيونية هي بعض المركبات التي تنتج من خلال التفاعل بين الفلزات التي تتألف من عناصر فاقدة للإلكترونات بسهولة مع عناصر لا فلزية تميل لاكتساب الالكترونات وبالتالي يتحقق الاستقرار للمركبات أو الروابط الأيونية.
ولمزيد من الفهم، لابد أن تتعرف على الذرة الذي تتعين من خلال البروتونات والإلكترونات والنيوترونات، وهذه الإلكترونات على سبيل المثال لها نفس العدد في الذرة متساوية مع عدد البروتونات في نفس الذرة.
ومن ناحية أخرى، فإن عدد البروتونات في الذرة يبقى في الثبات من حيث العدد، في حين ان عدد الإلكترونات يتغير، حيث تكتسب الذرة الإلكترونات او تفقدها لينتج بذلك الأيون نتيجة لهذا.
وبسبب عدد الإلكترونات والنيوترونات والبروتونات فإن الذرة تتألف منهم وبالتالي قد تكون سالبة الشحنة أو موجبة الشحنة في بعض الحالات، ففي حالة اكتساب الذرة إلكترونات فإنها تحمل الشحنة السالبة، بينما الذرة التي تحمل الشحنة الموجبة والتي تفقد إلكترونات تسمى كاتيونات.

خصائص عديدة للمركبات الأيونية

لكل عنصر في الطبيعة له العديد من الخصائص، وهو ما نجده في المركبات الايونية، والمركبات الأيونية لها العديد من الخصائص، وترتبط هذه الخصائص بمقدار قوة الجذب بين الأيونات الموجبة والسالبة، وذلك في الرابطة الأيونية، وعلى أية حال؛ فإن المركبات الايونية تتكون من عدة خصائص، وهذه الخصائص هي:
تشكل بلورات منتظمة
تشكيل بلورات منتظمة على هيئة شبكات من خصائص المركبات الأيونية، وذلك بدلاً من مواد صلبة غير متبلورة وتعرف هذه البلورة أنها بينة منتظمة متناوب عليها الكاتيون والأنيون مع بعضها البعض، وذلك من حيث البناء الثلاثي الأبعاد من حيث الشكل، وبالتالي فإن الأيون يعتمد على الأيون وحجمه الصغير الذي يملأ فجوات بالتساوي بين الأيونات ذوات الحجم الكبير، وبالتالي فإننا نجد أن البلورات الجزيئية تتشكل على شكل بلورات تكون أكثر ليونة عن البلورات للمركبات الأيونية الصلبة.
البلورات الأيونية تتميز بالصلابة
من الخصائص الهامة للمركبات الأيونية أنها تتميز بالصلابة، وذلك لأن الايونات الموجبة أو السالبة تنجذب بشدة لبعضها البعض، وبالتالي يصعب الفصل بينها، ولكن في الوقت نفسه فهناك العديد من الخصائص للمركبات الأيونية بحيث تكون هشة وغير صلبة، وهناك سبب لهذا الأمر، فهذا يرجع إلى أن بعض المركبات الأيونية تعود لاضطرار الأيونات ذات الشحنات المتماثلة، وبالتالي يتم اقترابها من بعضها البعض، وبالتالي يتم تطبيق ضغط على البلورة وذلك تتنافر الشحنات المتماثلة من الناحية الكهربية وبالتالي يحدث تقسيم للبلورة أو هشاشة المركب الأيوني.

درجات حرارة عالية تصل للغليان أو الانصهار
من ضمن الخصائص الهامة للمركبات الأيونية، أن هذه المركبات تتميز بأن لها درجة حرارة تصل للانصهار أو الغليان، فدرجة حرارتها عالية للغاية، وبالتالي لأن التغلب على الروابط الأيونية بين كل من الأيونات السالبة والموجبة تحتاج لدرجات حرارة مرتفعة، وبالتالي تحتاج لطاقة عالية وكبيرة من أجل إذابة المركبات الأيونية أو غليها.
وفي نفس الوقت نجد من خلال التجارب التي أجراها العلماء على درجات حرارة المركبات الأيونية، أن كمية الحرارة المطلوبة لإذابة مول واحد من المادة الصلبة، تحت الضغط الثابت هي نفسها درجة حرارة الانصهار والتبخير والتي تكون أعلى في المركبات الجزيئية.
أما درجة التبخير فهي عبارة عن كمية أو مقدار الحرارة المطلوبة لتبخير المول الواحد من المركب السائل تحت ضغط ثابت، وبالتالي تعتبر حرارة الانصهار والتبخير للمركبات الأيونية هي عبارة ما بين 10 – 100 مرة من المركبات الجزيئية.
المركبات الايونية موصلة للتيار الكهربي عندما تذوب في الماء
إنها من ضمن الخصائص الهامة، حيث تتميز المركبات الأيونية أنها توصل التيار الكهربي عند إذابتها في الماء، وذلك بسبب تفكك الأيونات وتحريرها، وبالتالي تكون موصلة للشحنات الكهربية ولكن من خلال محلول مائي، وبالتالي توصل الايونات المنصهرة أيضاً مثل مركبات الأملاح المنصهرة الكهرباء أكثر من غيرها من المركبات.
المركبات الأيونية عازلة للكهرباء
من الخصائص الهامة التي تتميز بها المركبات الأيونية أنها عازلة للحرارة، فعلى الرغم أنها توصل التيار الكهربي في الماء، إلا أن المواد الصلبة من المركبات الأيونية عوازل جيدة للكهرباء.