ملخص درس: البلورات التساهمية

الصف التاسع – مادة الكيمياء – منهج سلطنة عُمان

يدرس هذا الدرس نوعًا من المواد الصلبة يسمى البلورات التساهمية، وهي مواد تتكون من ذرات مرتبطة معًا بروابط تساهمية قوية في شبكة كبيرة ومنتظمة. ويرتبط الدرس بموضوع الروابط الكيميائية وخصائص المركبات الأيونية والتساهمية في كيمياء الصف التاسع. (تقنيات التعليم)


أولًا: ما المقصود بالبلورات التساهمية؟

البلورات التساهمية هي مواد صلبة تتكون من عدد كبير جدًا من الذرات المرتبطة معًا بروابط تساهمية قوية في تركيب منتظم ومتكرر.

وتسمى أحيانًا:

التركيبات التساهمية العملاقة
أو
الشبكات التساهمية العملاقة

لأنها لا تتكون من جزيئات صغيرة منفصلة، بل من شبكة ضخمة ممتدة من الذرات.


ثانيًا: الفرق بين الجزيء التساهمي والبلورة التساهمية

وجه المقارنة

الجزيء التساهمي البسيط

البلورة التساهمية

التركيب

جزيئات صغيرة منفصلة

شبكة كبيرة من الذرات

نوع الرابطة داخل التركيب

روابط تساهمية

روابط تساهمية

درجة الانصهار

منخفضة غالبًا

عالية جدًا

مثال

H₂O، CO₂، CH₄

الألماس، الجرافيت، ثاني أكسيد السيليكون


ثالثًا: أمثلة على البلورات التساهمية

1. الألماس

الألماس صورة من صور الكربون، وفيه ترتبط كل ذرة كربون بأربع ذرات كربون أخرى بروابط تساهمية قوية.

2. الجرافيت

الجرافيت صورة أخرى من صور الكربون، وفيه ترتبط ذرات الكربون في طبقات. داخل كل طبقة توجد روابط تساهمية قوية، أما بين الطبقات فتوجد قوى ضعيفة نسبيًا.

3. ثاني أكسيد السيليكون SiO₂

يوجد في الرمل والكوارتز، ويتكون من شبكة تساهمية كبيرة من ذرات السيليكون والأكسجين.


رابعًا: خصائص البلورات التساهمية

الخاصية

التفسير

صلبة غالبًا

بسبب وجود شبكة قوية من الروابط التساهمية

درجات انصهار عالية جدًا

لأن كسر الروابط التساهمية القوية يحتاج إلى طاقة كبيرة

لا تذوب غالبًا في الماء

لأن الشبكة التساهمية قوية جدًا

لا توصل الكهرباء غالبًا

لعدم وجود أيونات حرة أو إلكترونات حرة الحركة

بعضها شديد الصلابة

مثل الألماس بسبب قوة الروابط في جميع الاتجاهات


خامسًا: الألماس كبلورة تساهمية

الألماس يتكون من ذرات كربون فقط.
ترتبط كل ذرة كربون في الألماس بأربع ذرات كربون أخرى بروابط تساهمية قوية.

خصائص الألماس

تفسير خصائص الألماس

الألماس شديد الصلابة لأن ذرات الكربون مرتبطة بروابط تساهمية قوية في شبكة ثلاثية الأبعاد.
ولا يوصل الكهرباء لأنه لا يحتوي على إلكترونات حرة الحركة أو أيونات متحركة.


سادسًا: الجرافيت كبلورة تساهمية

الجرافيت يتكون أيضًا من ذرات كربون فقط، لكنه يختلف عن الألماس في طريقة ترتيب الذرات.

في الجرافيت:

خصائص الجرافيت

لماذا الجرافيت لين؟

لأن طبقاته يمكن أن تنزلق فوق بعضها بسهولة بسبب ضعف القوى بين الطبقات.

لماذا الجرافيت يوصل الكهرباء؟

لأنه يحتوي على إلكترونات حرة الحركة تستطيع نقل الشحنة الكهربائية.


سابعًا: مقارنة بين الألماس والجرافيت

وجه المقارنة

الألماس

الجرافيت

العنصر المكوّن

الكربون

الكربون

نوع الرابطة

تساهمية

تساهمية

ترتيب الذرات

شبكة ثلاثية الأبعاد

طبقات

الصلابة

شديد الصلابة

لين نسبيًا

التوصيل الكهربائي

لا يوصل

يوصل

السبب في التوصيل

لا توجد إلكترونات حرة

توجد إلكترونات حرة الحركة

الاستخدام

أدوات القطع والحُلي

أقلام الرصاص والأقطاب الكهربائية


ثامنًا: ثاني أكسيد السيليكون SiO₂

ثاني أكسيد السيليكون من البلورات التساهمية، ويوجد في الرمل والكوارتز.

فيه ترتبط ذرات السيليكون والأكسجين بروابط تساهمية قوية في شبكة كبيرة.

خصائصه


تاسعًا: مقارنة بين البلورات الأيونية والبلورات التساهمية

وجه المقارنة

البلورات الأيونية

البلورات التساهمية

الجسيمات المكونة

أيونات موجبة وسالبة

ذرات مرتبطة تساهميًا

نوع التجاذب أو الرابطة

روابط أيونية

روابط تساهمية

التركيب

شبكة أيونية

شبكة تساهمية عملاقة

درجة الانصهار

عالية غالبًا

عالية جدًا غالبًا

التوصيل الكهربائي

توصل عند الانصهار أو الذوبان

لا توصل غالبًا، ما عدا الجرافيت

مثال

NaCl، MgO

الألماس، الجرافيت، SiO₂


عاشرًا: تعليلات مهمة للامتحان

لماذا تمتلك البلورات التساهمية درجات انصهار عالية؟
لأنها تحتوي على عدد كبير من الروابط التساهمية القوية التي تحتاج إلى طاقة كبيرة لكسرها.

لماذا لا يوصل الألماس الكهرباء؟
لأنه لا يحتوي على إلكترونات حرة الحركة أو أيونات متحركة.

لماذا الجرافيت يوصل الكهرباء؟
لأنه يحتوي على إلكترونات حرة الحركة بين طبقاته.

لماذا الألماس شديد الصلابة؟
لأن ذرات الكربون فيه مرتبطة بروابط تساهمية قوية في شبكة ثلاثية الأبعاد.

لماذا الجرافيت لين ويستخدم في أقلام الرصاص؟
لأن طبقاته تنزلق بسهولة فوق بعضها بسبب ضعف القوى بين الطبقات.

لماذا لا تعد البلورات التساهمية جزيئات بسيطة؟
لأنها تتكون من شبكة ضخمة ممتدة من الذرات، وليست من جزيئات صغيرة منفصلة.


أخطاء شائعة يجب الانتباه لها


خلاصة قصيرة للحفظ

البلورات التساهمية مواد صلبة تتكون من شبكة كبيرة ومنتظمة من الذرات المرتبطة بروابط تساهمية قوية. لذلك تمتلك غالبًا درجات انصهار عالية جدًا وتكون صلبة ولا تذوب غالبًا في الماء. من أمثلتها الألماس والجرافيت وثاني أكسيد السيليكون. الألماس شديد الصلابة ولا يوصل الكهرباء، أما الجرافيت فلين نسبيًا ويوصل الكهرباء بسبب وجود إلكترونات حرة الحركة بين طبقاته.