ქიმიური ბმა

ატომები ერთმანეთს უკავშირდებიან და წარმოქმნიან მოლეკულებსა და სხვა სტრუქტურულ ნაწილაკებს (იონებს, რადიკალებს, კრისტალებს...); კავშირს ატომთა შორის ქიმიური ბმა ეწოდება. ქიმიური ბმის წარმოქმნის დროს გამოიყოფა ენერგია, რის გამოც ახალ სისტემას უფრო მცირე ენერგია აქვს, ვიდრე საწყის ცალკეულ ატომებს, ე. ი. ენერგეტიკულად უფრო მდგრადია. ამ ენერგიას ქიმიური ბმის ენერგიას უწოდებენ.

ბმის წარმოქმნას განაპირობებს ატომბირთვების მიერ მეზობელი ატომების
ელექტრონების მიზიდვა. მაშასადამე, ქიმიურ ბმას ელექტრონული ბუნება აქვს.

 

კოვალენტური ბმა

ყველა ატომი, გარდა ინერტული აირების ატომებისა, მიისწრაფვიან გარე ენ- ერგეტიკული დონის ანუ შრის შევსებისაკენ, რომ მიიღონ დასრულებული რვაელექტრონიანი გარსი და გახდნენ ენერგეტიკულად მდგრადი სისტემები, ისევე, როგორც ინერტული აირების ატომები. ამისათვის ისინი თავიანთ გაუწყვილებელ ანუ სავალენტო ელექტრონებს უწყვილებენ სხვა ატომების სავალენტო ელექტრონებს. მიიღება ელექტრონული წყვილები, რომლებიც შეიძლება საზიარო იყოს საწყისი ატომებისთვის.

* საზიარო ელექტრონული წყვილით დამყარებულ ბმას კოვალენტური ბმა ეწოდება.

* განვიხილოთ წყალბადის ატომებს შორის ბმის წარმოქმნის მაგალითი:

 

ესაა წყალბადის ატომებიდან წყალბადის ორატომიანი მოლეკულის წარმოქმნის სქემა, სადაც ჩანს, რომ ქიმიური ბმა მყარდება ელექტრონული ღრუბლების გადაფარვით და საზიარო ელექტრონული წყვილის წარმოქმნით. ამ დროს გამოიყოფა 432 კჯ/მოლზე ენერგია. ამდენივე ენერგიაა საჭირო ამ ბმის გასაწყვეტად.

ასევე საზიარო წყვილი ჩნდება ქლორის ორ ატომს შორის.
ორივე შემთხვევაში საზიარო ელექტრონული წყვილი თანაბრად ეკუთვნის ორივე ატომს და მოლეკულაში დადებითი და უარყოფითი მუხტების ცენტრები ერთ წერტილშია თავმოყრილი.

* ბმას ერთნაირი ელექტროუარყოფითობების მქონე ატომებს შორის, რომლის დროსაც საზიარო ელექტრონული წყვილი თნაბრად ეკუთვნის ორივე ატომს, კოვალენტურ-არაპოლარული ბმა ეწოდება.

კოვალენტურ-არაპოლარული ბმა მყარდება მარტივი ნივთიერებების მოლეკულებში. აქვე აღვნიშნოთ, რომ მარტივია ნივთიერება, რომლის მოლეკულებიც ერთი ქიმიური ელემენტის ატომებისაგან შედგება. ასეთებია, მაგალითად: 

იმ შემთხვევაში, როცა ბმა მყარდება განსხვავებული ე/უარყოფითობის მქონე ორ ატომს შორის, ბმის წარმომქმნელი საზიარო ელექტრონული წყვილი გადაწეულია უფრო დიდი ელექტროუარყოფითობის მქონე ატომისკენ, რის შედეგადაც ხდება დადებითი და უარყოფითი მუხტების გნცალება. ერთი ატომი დაიმუხტება ნაწილობრივ დადებითად, რადგან მისი ბირთვის გარშემო შემცირდება ელექტრონული ღრუბლის სიმკვრივე, ხოლო მეორე - ნაწილობრივ უარყოფითად, ელექტრონული სიმკვრივის გაზრდის გამო მისი ბირთვის ირგვლივ. წარმოიქმნება დადებითი და უარყოფითი პოლუსები და მოლეკულა ხდება პოლარული. ამიტომ ასეთ ბმას კოვალენტურ-პოლარული ბმა ეწოდება.

მაგალითად, წყალბადისა და ბრომის ატომებს შორის ბმის წარმოქმნის დროს ელექტრონული სიმკვრივის გადანაწილება ხდება ასე:

H→Br ( ისარი ელექტრონული ღრუბლის სიმკვრივის გადაწევის მიმართულებას აღნიშნავს).

ასევე ხდება წყლის მოლეკულის წარმოქმნის დროს:

ამიტომ არის წყლის მოლეკულა პოლარული.

ნაწილობრივი მუხტები აღინიშნება δ - დელტა ბერძნული ასოთი .
* მაშასადამე კოვალენტურ ბმას აქვს ორი ქვეტიპი: პოლარული და არაპოლარული.

არაპოლარულია ბმა, როცა საზიარო ელექტრონული წყვილი თანაბრად ეკუთვნის ბმის წარმომქმნელ ორივე ატომს, ხოლო პოლარულია, როცა ეს წყვილი გადაწეულია უფრო ელექტროუარყოფითი ატომისაკენ.

კოვალენტურ ბმას ახასიათებს ბმის სიგრძე, ბმის ენერგია, ნაჯერობა და მიმართულება.

კოვალენტური ბმების რიცხვს, რომელიც შეიძლება ატომმა წარმოქმნას, ვალენტობა ეწოდება.

 

იონური ბმა

არსებობს ისეთი შემთხვევები, როცა ბმა მყარდება ერთმანეთისგან მკვეთრად განსხვავებული ელექტროუარყოფითობების მქონე ატომებს შორის. მაგალითად, ნატრიუმსა და ფთორს შორის ან ნატრიუმსა და ქლორს შორის.

ამ დროს ნატრიუმის ერთი ელექტრონი, რომელიც მის გარე შრეზე მოძრაობს, მთლიანად გადადის ქლორის ატომის გარე შრეზე, რის შედეგადაც ორივე ატომი ღებულობს დასრულებულ რვაელექტრონიან გარე შრეს და გარდაიქმნებიან დადებით და უარყოფით იონებად. ხოლო მათ შორის ბმა მყარდება არა საზიარო ელექტრონული წყვილით, არამედ იონთა შორის ელექტროსტატიკური მიზიდვის შედეგად.

* იონთა შორის ელექტროსტატიკური მიზიდვის შედეგად დამყარებულ ბმას იონური ბმა ეწოდება.
* იონური ბმა მყარდება მკვეთრად განსხვავებული ელექტროუარყოფითობების მქონე ატომებს შორის უფრო მცირე ე/უ-ს მქონე ატომის გარე შრიდან უფრო დიდი ე/უ-ს მქონე ატომის შრეზე ელექტრონების სრულად გადასვლით.

ამ შემთხვევაში ამბობენ, რომ ერთმა ატომმა გასცა ელექტრონი და გარდაიქმნა დადებით იონად- კათიონად, ხოლო მეორემ მიიღო ელექტრონი და გარდაიქმნა უარყოფით იონად- ანიონად.

პერიოდულ სისტემაში ელემენტები იყოფიან მეტალებად და არამეტალებად. მეტალებს ახასიათებთ ელექტრონის გაცემის უნარი, ხოლო არამეტალებს ელექტრონის მიზიდვის უნარი. ამიტომ მეტალებსა და არამეტალებს შორის უმეტესწილად მყარდება იონური ბმა.

* იონური ბმა ხასიათდება ბმის ენერგიით, მაგრამ მას არ გააჩნია ნაჯერობა და მიმართულება კოვალენტურისაგან განსხვავებით.

იმისათვის, რომ დავადგინოთ როგორი ტიპის ბმაა მოცემულ ნაერთში, უნდა ვისარგებლოთ ელექტროუარყოფითობის ცხრილით.

რაც მეტია სხვაობა ელექტროუარყოფოთობებს შორის მით მეტია ნაერთის პოლარობა. თუ ელექტროუარყოფითობებს შორის სხვაობა მკვეთრად განსხვავებულია (მეტია 1,7-ზე), მაშინ ბმა იონური იქნება.

ამრიგად, გავეცანით ქიმიური ბმის სახეებს: კოვალენტურს და იონურს. შემდეგ გაკვეთილზე გავეცნობით მეტალურ და წყალბადურ ბმებს.