البنية 2.2 · النموذج التساهمي

تغطي هذه الورقة موضوعات مختارة من المستوى العادي للمادة الأولى التي تم تقييمها في 2025؛ وهي لا تمثل المنهج الكامل.

المؤهلات السابقة: قراءة الكميات والوحدات المحددة، واستخدام العمليات الحسابية وشروط النموذج أدناه.

الأمثلة أصيلة ومخترعة: فهي ليست قياسات حقيقية أو تحقيقات طلابية فعلية.

ما الذي قد يفسر هذه الملاحظة؟

• يذوب اليود عند 114 درجة مئوية رغم أن الروابط التساهمية فيه قوية. فالخاصية الكلية للمادة تُحدد بواسطة القوى بين الجزيئات، وليس الروابط داخلها.

بنِ النموذج

• الرابطة التساهمية هي زوج من الإلكترونات مشترك بين نواتين.
• المواد الجزيئية البسيطة: تحتوي على روابط تساهمية قوية داخل كل جزيء.
• بين الجزيئات المنفصلة توجد تجاذبات ضعيفة تسمى قوى بين الجزيئات.
• عند الانصهار والغليان تنفصل الجزيئات عن بعضها، لذا تبقى الخصائص الكلية منخفضة.
• رابطة تساهمية: زوج من الإلكترونات المشترك يربط نواتين معاً.
• قوى بين الجزيئات: تجاذبات ضعيفة تعمل بين جزيئات منفصلة.

اختر الأدلة القادرة على اختبار النموذج

• لشرح خاصية كتلية، حدد البنية، والجسيمات، والقوى، وحاملات الشحنة المتحركة.
• المواد الجزيئية البسيطة: لها درجات انصهار وغليان منخفضة، ولا توصل الكهرباء في الحالة الصلبة أو السائلة (لعدم وجود أيونات أو حوامل شحنة متنقلة).
• تتغير الذوبانية حسب القطبية؛ ونادراً ما تثبت خاصية واحدة وحدها طبيعة البنية.

في المختبر: اميز بين الروابط داخل الجزيئات والقوى بينها قبل شرح أي درجة انصهار أو غليان: فقد تتواجد روابط قوية مع درجة غليان منخفضة.

اعمل من الكميات المعروفة

• معلوم: المادة أ تذوب عند سالب 78 درجة مئوية؛ والمادة ب تذوب عند 114 درجة مئوية؛ وكلاهما مواد جزيئية بسيطة.
• لا يوصل neither عند الحالة الصلبة nor السائلة: لا توجد حوامل شحنة متحركة في أي منهما.
• الفرق: قوى B بين الجزيئات أقوى، لذا يُطلَب طاقة أكبر لفصل جزيئاتها.
• الروابط التساهمية داخل الجزيئات لا تنكسر عند درجة انصهار أيّ منهما.

دورك: لماذا يغلي الميثان أقل بكثير من الماء رغم كونهما جزيئين بسيطين؟ سمِّ القوى المشاركة.

تحقق من الاستنتاج وحدوده

• النموذج التساهمي هنا يشمل المواد الجزيئية البسيطة؛ أما الشبكات التساهمية الضخمة فتتصرف بشكل مختلف.
• تتفاوت قوة القوى بين الجزيئات بين المواد المختلفة؛ والنموذج يُسمِّي هذا الاختلاف، لا قيمة ثابتة.

غير صحيح: الروابط التساهمية القوية تمنح المادة درجة انصهار عالية. عند انصهار مادة جزيئية بسيطة، نفصل الجزيئات عن بعضها: بينما تبقى الروابط التساهمية داخل الجزيئات سليمة.

المفتاح:

• الروابط داخل الجزيئات قوية؛ والقوى بين الجزيئات ضعيفة.
• الانصهار والغليان يؤثران على القوى بين الجزيئات.
• انتبه لـ: شرح درجة انصهار جزيئي بكسر الروابط التساهمية.

اكتب بناءً على ترتيب نقاط الغليان

• يغلي الماء عند 100 درجة مئوية؛ وكبريتيد الهيدروجين عند سالب 60 درجة مئوية.
• كلاهما جزيئات منحنية، لكن الروابط الهيدروجينية بين جزيئات O–H تفوق قوى ثنائي القطب في H2S — والغليان يحدث بَيْنَ الجزيئات، ولا يؤثر أبداً على الرابطة التساهمية الداخلية.

اكتب بناءً على التباين بين الألماس والجرافيت

• كلاهما كربون تساهمي ضخم، إلا أن الألماس صلب وغير موصل، بينما الجرافيت ناعم وموصِل.
• يرتبط كل ذرة في الألماس بأربع ذرات أخرى؛ وفي طبقات الجرافيت ترتبط بثلاث روابط بالإضافة إلى إلكترونات موهبة — نفس الذرات، ولكن إطار مختلف.

اكتب بناءً على توقع الحالة الفيزيائية

• مادة جزيئية بسيطة تحتوي فقط على قوى لندن الضعيفة بين جزيئاتها.
• توقّع درجة انصهار منخفضة: لأن الروابط WITHIN الجزيئات قوية، لكن الانصهار لا يكسرها أبدًا — بل يفصل الجزيئات عن بعضها.