ملخص درس: الخصائص الفيزيائية للمركبات الأيونية والتساهمية

الصف التاسع – مادة الكيمياء – منهج سلطنة عُمان

يدرس هذا الدرس الفرق بين المركبات الأيونية والمركبات التساهمية من حيث خصائصها الفيزيائية، مثل: الحالة الفيزيائية، درجات الانصهار والغليان، الذوبان في الماء، والتوصيل الكهربائي. ويرتبط هذا الدرس بوحدة الروابط الكيميائية في كيمياء الصف التاسع، حيث يتناول المنهج تكوين الروابط، وصيغ المركبات، وخصائص المركبات الأيونية والتساهمية. (تقنيات التعليم)


أولًا: المقصود بالخصائص الفيزيائية

الخصائص الفيزيائية هي صفات يمكن ملاحظتها أو قياسها دون تكوين مادة جديدة.

ومن أمثلتها:


ثانيًا: المركبات الأيونية

المركبات الأيونية مركبات تتكون من أيونات موجبة وأيونات سالبة مرتبطة معًا بقوى تجاذب كهربائي قوية.

غالبًا تتكون من:

فلز + لافلز

أمثلة:

المركب الأيوني

الصيغة

كلوريد الصوديوم

NaCl

أكسيد المغنيسيوم

MgO

كلوريد الكالسيوم

CaCl₂

كربونات الكالسيوم

CaCO₃

كبريتات المغنيسيوم

MgSO₄


ثالثًا: المركبات التساهمية

المركبات التساهمية مركبات تتكون غالبًا من ذرات لافلزية ترتبط معًا عن طريق مشاركة الإلكترونات.

غالبًا تتكون من:

لافلز + لافلز

أمثلة:

المركب التساهمي

الصيغة

الماء

H₂O

ثاني أكسيد الكربون

CO₂

الأمونيا

NH₃

الميثان

CH₄

كلوريد الهيدروجين

HCl


رابعًا: الحالة الفيزيائية

المركبات الأيونية

تكون غالبًا صلبة في درجة حرارة الغرفة؛ لأن الأيونات مرتبة في شبكة بلورية قوية.

المركبات التساهمية

قد تكون غازات أو سوائل أو مواد صلبة منخفضة الانصهار؛ لأن الجزيئات المنفصلة تكون غالبًا مرتبطة بقوى تجاذب أضعف من قوى التجاذب في الشبكة الأيونية.

نوع المركب

الحالة غالبًا

المركبات الأيونية

صلبة

المركبات التساهمية البسيطة

غازات أو سوائل أو مواد صلبة لينة غالبًا


خامسًا: درجات الانصهار والغليان

المركبات الأيونية

لها غالبًا درجات انصهار وغليان عالية.

السبب:
وجود قوى تجاذب كهربائي قوية بين الأيونات الموجبة والسالبة، لذلك تحتاج إلى طاقة كبيرة للتغلب على هذه القوى.

المركبات التساهمية البسيطة

لها غالبًا درجات انصهار وغليان منخفضة.

السبب:
الجزيئات منفصلة، والقوى بين الجزيئات غالبًا ضعيفة، لذلك تحتاج إلى طاقة أقل للتغلب عليها.

نوع المركب

درجة الانصهار والغليان

السبب

أيوني

عالية غالبًا

قوى تجاذب قوية بين الأيونات

تساهمي بسيط

منخفضة غالبًا

قوى ضعيفة نسبيًا بين الجزيئات


سادسًا: التوصيل الكهربائي

المركبات الأيونية

المركبات الأيونية:

التفسير:
في الحالة الصلبة تكون الأيونات ثابتة في أماكنها داخل الشبكة البلورية، فلا تستطيع نقل الشحنة.
أما عند الانصهار أو الذوبان في الماء، تصبح الأيونات حرة الحركة، فتستطيع حمل الشحنة الكهربائية.

المركبات التساهمية

معظم المركبات التساهمية لا توصل الكهرباء.

التفسير:
لأنها لا تحتوي على أيونات حرة الحركة أو إلكترونات حرة تنقل الشحنة.

الحالة

مركب أيوني مثل NaCl

مركب تساهمي مثل السكر

صلب

لا يوصل

لا يوصل غالبًا

منصهر

يوصل

لا يوصل غالبًا

مذاب في الماء

يوصل إذا تأين أو ذاب كأيونات

لا يوصل غالبًا


سابعًا: الذوبان في الماء

المركبات الأيونية

كثير من المركبات الأيونية تذوب في الماء، لكن ليس جميعها.
عند الذوبان، تنفصل الأيونات وتصبح حرة الحركة في المحلول.

مثال:

NaCl(s) ⟶ Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)

المركبات التساهمية

بعض المركبات التساهمية تذوب في الماء، مثل السكر، لكنها لا تكون أيونات غالبًا؛ لذلك لا توصل الكهرباء.
وبعضها لا يذوب جيدًا في الماء.


ثامنًا: الصلابة والهشاشة

المركبات الأيونية

تكون المركبات الأيونية غالبًا صلبة وهشة.

لماذا هي هشة؟
عند تعرض البلورة الأيونية لضغط أو طرق، قد تتحرك طبقات الأيونات، فتتقابل أيونات لها الشحنة نفسها، فيحدث تنافر قوي يؤدي إلى تكسر البلورة.

المركبات التساهمية البسيطة

قد تكون لينة أو سهلة الانصهار نسبيًا؛ لأن قوى التجاذب بين الجزيئات ليست قوية غالبًا.


تاسعًا: مقارنة شاملة بين المركبات الأيونية والتساهمية

وجه المقارنة

المركبات الأيونية

المركبات التساهمية البسيطة

نوع العناصر

فلز ولافلز غالبًا

لافلز ولافلز غالبًا

نوع الرابطة

انتقال إلكترونات وتجاذب بين أيونات

مشاركة إلكترونات

الجسيمات المكونة

أيونات موجبة وسالبة

جزيئات

الحالة الفيزيائية

صلبة غالبًا

غازات أو سوائل أو صلبة لينة غالبًا

درجة الانصهار

عالية غالبًا

منخفضة غالبًا

درجة الغليان

عالية غالبًا

منخفضة غالبًا

التوصيل وهي صلبة

لا توصل

لا توصل غالبًا

التوصيل عند الانصهار

توصل

لا توصل غالبًا

التوصيل في المحلول

توصل إذا كانت ذائبة

لا توصل غالبًا

الذوبان في الماء

كثير منها يذوب

يختلف حسب نوع المركب

مثال

NaCl، MgO

H₂O، CO₂، CH₄


عاشرًا: أمثلة مهمة

كلوريد الصوديوم NaCl

مركب أيوني، صلب، له درجة انصهار عالية، ولا يوصل الكهرباء في الحالة الصلبة، لكنه يوصل عند الذوبان في الماء.

أكسيد المغنيسيوم MgO

مركب أيوني، له درجة انصهار عالية جدًا بسبب قوة التجاذب بين أيونات Mg²⁺ و O²⁻.

ثاني أكسيد الكربون CO₂

مركب تساهمي بسيط، يوجد غازًا في درجة حرارة الغرفة، ولا يوصل الكهرباء.

السكر

مركب تساهمي، يذوب في الماء لكنه لا يوصل الكهرباء غالبًا؛ لأنه لا يكون أيونات حرة الحركة.


تعليلات مهمة للامتحان

لماذا تمتلك المركبات الأيونية درجات انصهار عالية؟
لوجود قوى تجاذب كهربائي قوية بين الأيونات الموجبة والسالبة، وتحتاج إلى طاقة كبيرة للتغلب عليها.

لماذا لا يوصل كلوريد الصوديوم الصلب الكهرباء؟
لأن الأيونات ثابتة في أماكنها داخل الشبكة البلورية، ولا تستطيع الحركة.

لماذا يوصل محلول كلوريد الصوديوم الكهرباء؟
لأن الأيونات تصبح حرة الحركة في المحلول، فتستطيع حمل الشحنة الكهربائية.

لماذا لا توصل معظم المركبات التساهمية الكهرباء؟
لأنها لا تحتوي على أيونات حرة الحركة أو إلكترونات حرة.

لماذا تكون المركبات الأيونية هشة؟
لأن تحرك طبقات الأيونات قد يجعل الأيونات المتشابهة في الشحنة تتقابل، فتتنافر وتنكسر البلورة.

لماذا تكون درجات انصهار المركبات التساهمية البسيطة منخفضة غالبًا؟
لأن القوى بين الجزيئات ضعيفة نسبيًا مقارنة بقوى التجاذب بين الأيونات في المركبات الأيونية.


أخطاء شائعة يجب الانتباه لها


خلاصة قصيرة للحفظ

المركبات الأيونية تتكون من أيونات موجبة وسالبة في شبكة بلورية قوية، لذلك تكون غالبًا صلبة، وهشة، وذات درجات انصهار وغليان عالية. لا توصل الكهرباء وهي صلبة، لكنها توصل عند الانصهار أو الذوبان في الماء بسبب حركة الأيونات. أما المركبات التساهمية البسيطة فتتكون من جزيئات، وغالبًا لها درجات انصهار وغليان منخفضة، ولا توصل الكهرباء لأنها لا تحتوي على أيونات حرة الحركة.