ما الذي تقوم به حاسبة الكهروسلبية؟
تقارن هذه الأداة بين كهروسلبية عنصرين كيميائيين وتتنبأ بنوع الرابطة التي يكوّنانها. والكهروسلبية هي مقياس لمدى قدرة الذرة على جذب الإلكترونات المشتركة في الرابطة الكيميائية، وتُعبَّر عنها هنا وفق مقياس باولنغ (حيث يحتل الفلور أعلى قيمة عند 3.98). فبحساب الفرق بين ذرتين، يمكنك تصنيف الرابطة إلى تساهمية غير قطبية، أو تساهمية قطبية، أو أيونية — وهي مهارة أساسية في مقررات الكيمياء التمهيدية.
كيفية الاستخدام
تحتوي الحاسبة على حقلين للإدخال:
- العنصر الأول — اختر العنصر الأول من القائمة المنسدلة.
- العنصر الثاني — اختر العنصر الثاني الذي تريد ربطه بالأول.
تدعم الحاسبة 19 عنصرًا شائعًا (H، Li، Be، B، C، N، O، F، Na، Mg، Al، Si، P، S، Cl، K، Ca، Br، I)، ولكلٍّ منها قيمة الكهروسلبية القياسية وفق مقياس باولنغ مدمجة بالفعل.
شرح المعادلة
تُجرى ثلاث عمليات حسابية تلقائيًا بمجرد اختيارك للعنصرين:
- فرق الكهروسلبية: \(\Delta\text{EN} = \left| \text{EN}_{1} - \text{EN}_{2} \right|\) (القيمة المطلقة، لذا لا يهم ترتيب العنصرين).
- نوع الرابطة: إذا كان \(\Delta\text{EN}\) أقل من 0.4 فالرابطة تساهمية غير قطبية؛ ومن 0.4 حتى أقل من 1.7 تساهمية قطبية؛ ومن 1.7 فأكثر أيونية.
- نسبة الطابع الأيوني: $$\%_{\text{Ionic}} = \left(1 - e^{-\left(\Delta\text{EN}/2\right)^{2}}\right)\times 100$$ وهي تقدير باولنغ لمدى الطابع الأيوني للرابطة.
مثال محلول: الصوديوم والكلور
اختر الصوديوم (Na، EN = 0.93) والكلور (Cl، EN = 3.16).
- الفرق: $$\left| 0.93 - 3.16 \right| = 2.23$$
- وبما أن \(2.23 \geq 1.7\)، فإن نوع الرابطة أيونية.
- نسبة الطابع الأيوني: $$\left(1 - e^{-\left(2.23/2\right)^{2}}\right)\times 100 = \left(1 - e^{-1.243}\right)\times 100 \approx 71\%$$
وهذا يتطابق مع الواقع: فكلوريد الصوديوم (NaCl)، أي ملح الطعام، مركّب أيوني نموذجي.
الأسئلة الشائعة
لماذا يكون الناتج صفرًا عند اختيار العنصر نفسه مرتين؟ لأن الذرتين المتطابقتين (مثل O–O) يكون الفرق بينهما 0، أي رابطة تساهمية غير قطبية بحتة — حيث تتشارك الذرتان الإلكترونات بالتساوي.
هل حدّ 1.7 للرابطة الأيونية قيمة دقيقة وقاطعة؟ لا. فالعتبتان 0.4 و1.7 إرشادات تعليمية شائعة، وليست قوانين فيزيائية صارمة. فكثير من الروابط الحقيقية تقع ضمن تدرّج متصل، ولهذا تكون قيمة نسبة الطابع الأيوني مفيدة.
ما المقياس المعتمد لهذه القيم؟ جميع القيم مبنية على مقياس باولنغ للكهروسلبية، وهو النظام الأكثر تدريسًا في مقررات الكيمياء حول العالم.
