التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات
هذا الدرس هو مقدّمة لموضوع التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات. في الدروس الثلاثة التالية (التأثيرات المتبادلة ڤان در ڤالس، الروابط الهيدروجينيّة، صفات الموادّ الجُزَيئيّة)، سنتوسّع في الشرح عن كلّ واحد من الروابط وتأثيرهها على صفات المواد الجُزَيئيّة.
بين جُزَيئات الموادّ الجُزَيئيّة هناك تأثيرات متبادلة بين الجُزَيئات. هذه التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات، تمكّننا من شرح الاختلافات بين درجات انصهار ودرجات غليان الموادّ الجُزَيئيّة، حالات المادّة المختلفة وكذلك عمليّة الإذابة التي يكون فيها المذيب والمذاب موادّ جُزَيئيّة.
في الكتب الكيميائيّة، لا يوجد تمييز أحيانًا بين المصطلحَين “التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات” و “الروابط بين الجُزَيئات”، لذلك سنحاول استخدام المصطلحات المتّبعة في تدريس موضوع الكيمياء في المرحلة الثانويّة، ونشير إلى أنّ مصطلح التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات يشمل نوعَيّ التأثيرات المتبادلة التي يتمّ تعلّمها في المدرسة: التأثيرات المتبادلة ڤان در ڤالس والروابط الهيدروجينيّة. انتبهوا إلى أنّه بالرغم من أنّنا نستخدم كلمة روابط في المصطلح “الروابط الهيدروجينيّة”، إلّا أنّ الروابط الهيدروجينيّة هي عمليًّا تأثيرات متبادلة بين الجُزَيئات.
نرى في الكتب الكيميائيّة أحيانًا أنّ التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات تسمّى أيضًا القوى بين الجُزَيئات أو الروابط بين الجُزَيئات، ويجب أن نميّز بينها وبين الرابط التساهميّ (الكوفالنتيّ)، وهو رابط كيميائيّ داخل الجُزَيء. الروابط / التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات لا تكوِّن حالة جديدة من ترتيب الإلكترونات للجُزَيء، لكنّها تساعد على شرح الجوانب الماكروسكوبيّة للمادّة.
كما ذكرنا، هناك نوعان من التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات:
- التأثيرات المتبادلة ڤان در ڤالس (في اللغة الإنجليزيّة V.D.V)
- الروابط الهيدروجينيّة
يمكن شرح نوعَيّ التأثيرات المتبادلة من خلال التجاذُب الكهربائيّ الذي يتكوّن بين الجُزَيئات، لكنّ كلّ واحد من النوعَين يتأثّر من عامل مختلف موجود في الجُزَيء، ويسمح بتكوين تجاذُب كهربائيّ بين الجُزَيئات. لذلك، الأسماء المختلفة التي تُسمّى بها قوى التجاذُب هذه تختلف عن بعضها البعض.
وهذا الوقت المناسب لنشير إلى أنّ الاختلافات في درجة انصهار ودرجة غليان الموادّ الجُزَيئيّة وحالتها بدرجة حرارة الغرفة، يمكن شرحها بمساعدة شدّة قوى التجاذُب بين الجُزَيئات. كلّما كان التجاذُب بين الجُزَيئات أقوى، نحتاج إلى طاقة أكبر لتفكيك الروابط، لذلك درجة الانصهار أو درجة الغليان ستكونان أعلى، والعكس صحيح. كلّما كانت قوى التجاذُب بين الجُزَيئات أضعف، نحتاج إلى طاقة أصغر لتفكيك الروابط بين الجُزَيئات، لذلك درجة الانصهار ودرجة الغليان ستكونان أصغر.
إضافةً لذلك، كلّما كانت قوى التجاذُب بين الجُزَيئات أكبر، من المتوقّع أن تكون حالة المادّة بدرجة حرارة الغرفة سائلة، بل حتى صلبة. وذلك بسبب عدم وجود طاقة كافية بدرجة حرارة الغرفة لتفكيك الروابط/التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات، لذلك ستكون جُسَيمات المادّة أكثر كثافةً. في حال كانت قوى التجاذُب بين الجُزَيئات أضعف، هناك احتمال أكبر لأن تكون المادّة بالحالة الغازيّة. في هذه الحالة، هناك ما يكفي من الطاقة بدرجة حرارة الغرفة لتفكيك الروابط/التأثيرات المتبادلة بين الجُزَيئات. ستبتعد الجُزَيئات عن بعضها البعض، ستقلّ كثافة المادّة وحالتها ستكون سائلة أو حتى غازيّة.