ترکیب کووالانسی چیست؟ | به زبان ساده

یک ترکیب کووالانسی به ترکیب مولکولی می‌‌گویند که از طریق پیوند کووالانسی (اشتراکی) ایجاد شده باشد. در این پیوند، اتم‌ها یک یا چند الکترون لایه ظرفیت خود را به اشتراک می‌گذارند. ترکیب‌های شیمیایی را به طور معمول به دو دسته ترکیب‌ کووالانسی و ترکیب یونی تقسیم می‌کنند. ترکیباتی یونی از اتم‌ها یا مولکول‌هایی با بار الکتریکی تشکیل شده‌اند. در حقیقت، در نتیجه واکنش فلز با نافلز، به طور معمول ترکیب یونی تشکیل می‌شود. ترکیب کووالانسی نیز در نتیجه واکنش دو نافلز رخ می‌دهد.

ترکیب کووالانسی و یونی

همانطور که می‌دانید، پیوندهای کووالانسی زمانی تشکیل می‌شوند که دو یا چند نافلز با یکدیگر ترکیب شوند. به طور مثال، هیدروژن و اکسیژن هردو نافلز هستند و در ترکیب با یکدیگر، مولکول آب را از طریق یک پیوند کوولانسی تشکیل می‌دهند. ترکیباتی که در اثر برهم‌کنش نافلزات یا شبه‌فلزات با نافلزاتِ جدول تناوبی تشکیل شده باشند، پیوند کووالانسی از خود نشان می‌دهند و در دسته ترکیبات مولکولی جای می‌گیرند.

فیلم آموزش علوم تجربی – پایه هشتم – بخش شیمی در فرادرس

کلیک کنید

به عنوان یک قانون کلی، ترکیبات شامل پیوند فلز با نافلز یا شبه فلز، ترکیب یونی تشکیل می‌دهند. به همین دلیل، ترکیب حاصل از سدیم و کلر (فلز و نافلز)، یک ترکیب یونی خواهد بود. نیتروژن مونواکسید با فرمول شیمیایی NO نیز نوعی ترکیب کووالانسی حاصل از دو نافلز خواهد بود. به طور مشابه نیز سیلیکون دی‌اکسید $$(SiO_2)$$ و $$MgCl_2$$ به ترتیب، ترکیبات کووالانسی و یونی خواهند بود.

یون چند اتمی

یون چنداتمی به یونی متشکل از دو یا چند اتم می‌گویند که دارای بار الکتریکی غیرخنثی باشد. به طور مثال، یون آمونیوم در تصویر زیر شامل یک اتم نیتروژن و چهار اتم هیدروژن است. این پنج اتم در مجموع، کاتیونی با بار $$+1$$ را تشکیل می‌دهند. همچنین، یون کربنات از یک اتم کربن و سه اتم اکسیژن تشکیل شده است که یون کربنات با بار $$-2$$ را تشکیل می‌دهد.

اتم‌های یون‌های چنداتمی با قدرت زیادی به یکدیگر پیوند دارند و در نتیجه، این یون‌ها رفتاری همچون یک واحد یونی مجزا خواهند داشت. اتم‌های نافلزی در یون‌های چنداتمی به کمک پیوندهای کووالانسی به یکدیگر متصل شده‌اند اما خود یون‌ها با یکدیگر پیوند یونی تشکیل می‌دهند. به طور مثال، در آمونیوم کلرید $$(NH_4Cl)$$ بین یون‌های آمونیوم و کلر، پیوند یونی برقرار است اما در یون آمونیوم، اتم‌های نیتروژن و هیدروژن به کمک پیوند کووالانسی به یکدیگر متصل شده‌اند.

همچنین در کلسیم کربنات $$(CaCO_3)$$، هر دو پیوند کوولانسی و یونی پیدا می‌شود. بین یون‌های کلسیم $$Ca ^ {2+}$$ و یون چنداتمی کربنات $$(CO_3 ^ {2-})$$ پیوند یونی برقرار است اما در یون کربنات، بین اتم‌های کربن و اکسیژن، پیوند کووالانسی خواهید داشت.

مشخصه های ترکیب کووالانسی

ترکیباتی که شامل پیوند کووالانسی هستند، خواص متفاوتی نسبت به ترکیباتی یونی نشان می‌دهند. از آن‌جایی که جاذبه بین مولکول‌های خنثی ضعیف‌تر از جاذبه بین یون‌های باردار است، یک ترکیب کووالانسی به طور معمول، نقطه ذوب و جوش بسیار پایین‌تری نسبت به ترکیبات کووالانسی دارد.

به طور مثال، آب که یک ترکیب کووالانسی (ترکیب مولکولی) است، در ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد به جوش می‌آید درحالیکه ترکیبی یونی مانند سدیم کلرید، در ۱۴۱۳ درجه سانتی‌گراد می‌جوشد.

در حقیقت، بسیاری از ترکیبات کووالانسی در دمای اتاق در حالت مایع یا گاز قرار دارند و در حالت جامد خود، بسیار نرم‌تر از جامدات یونی هستند. علاوه بر این، ترکیبات یونی به هنگام انحلال در آب، هدایت الکتریکی مناسبی دارند اما یک ترکیب کووالانسی از آن‌جایی که به لحاظ بار الکتریکی خنثی است، هادی ضعیف جریان الکتریکی در حالت‌های مختلف ماده به شمار می‌آید.

فرمول مولکولی

فرمول شیمیایی ترکیب کووالانسی را به طور معمول با نام فرمول مولکولی می‌شناسند زیرا این ترکیبات به صورت مولکول‌هایی مجزا وجود دارند. در بیشتر موارد، در ابتدای فرمول مولکولی نام نافلزی قرار می‌گیرد که در گوشه چپ و پایین جدول تناوبی قرار دارد. البته به غیر از مولکول آب، هیدروژن را هیچ‌گاه در ابتدا ذکر نمی‌کنیم. در ادامه نیز اتم(های) نافلز دیگر ذکر می‌شوند.

اگر بیش از یک اتم داشته باشیم از اعداد به صورت زیروند کمک می‌گیریم. به طور مثال، می‌دانیم که فرمول مولکولی متان را به صورت $$CH_4$$ می‌نویسند یا این‌که فرمول مولکولی آمونیاک به صورت $$NH_3$$ نوشته می‌شود.

معرفی فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم - بخش شیمی

با توجه به این‌که آشنایی با ترکیب کووالانسی و یونی در دروس علوم تجربی مقطع دبیرستان مورد بررسی قرار می‌گیرد، «فرادرس» دوره‌ای ۲ ساعته را در قالب سه درس تدوین کرده است که در ادامه به توضیح این دروس خواهیم پرداخت.

درس اول به نقش مواد در زندگی بشر می‌پردازد که از جمله دروس مهم آن می‌توان به آشنایی با جدول تناوبی عناصر از جمله گروه‌های جدول تناوبی و همچنین طبقه‌بندی انواع پلیمرها اشاره کرد. درس دوم به بررسی رفتار اتم‌ها با یکدیگر اختصاص دارد و در این درس با نقش یون‌ها در بدن انسان و همچنین ترکیبات کووالانسی و یونی آشنا می‌شویم.

انواع چرخه‌های موجود در طبیعت مانند چرخه آب و کربن نیز در درس سوم مورد بررسی قرار می‌گیرند. کاربردهای نفت خام و مواد تشکیل‌دهنده آن نیز از جمله مباحث مهم این درس به شمار می‌آیند.

فیلم آموزش علوم تجربی پایه نهم – بخش شیمی در فرادرس

کلیک کنید

نام گذاری ترکیب کووالانسی

نام‌گذاری ترکیب کووالانسی دوتایی (باینری) مشابه با نام‌گذاری ترکیبات یونی است. برای عنصر اول، از نام آن کمک می‌گیریم و به عنصر دوم، پسوند «ید» (-ide) اضافه می‌کنیم. از جدول پیشوندهای زیر نیز برای ذکر تعداد اتم‌ها در یک مولکول کمک می‌گیریم.

به طور معمول اگر اتم اول در مولکول، تنها شامل یک اتم باشد از هیچ پیشوندی استفاده نمی‌کنیم.

مثال نام گذاری ترکیب کووالانسی

ترکیب $$CCl_4$$ را نام‌گذاری کنید.

نام اولین عنصر، کربن است. به اتم دوم، پسوند «ید» را اضافه می‌کنیم تا تبدیل به کلرید شود. از آن‌جایی که چهار اتم کلر داریم، به کمک جدول بالا، پیشنود «تترا» را به قبل از نام کلر اضافه می‌کنیم.

در نهایت، نام این ترکیب، کربن تتراکلرید خواهد بود. البته در برخی موارد به هنگام نام‌گذاری فارسی، جای این دو عبارت را نیز با یکدیگر عوض می‌کنند و ترکیب بالا، تتراکلرید کربن خوانده می‌شود.