ქიმიური ბმა

ქიმიური ბმა — ატომთა ურთიერთქმედება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ორ– ან მრავალატომიანი ნაერთები: იონები, რადიკალები, მოლეკულები, კრისტალები და სხვა. ქიმიური ბმის წარმოქმნის აუცილებელი პირობაა ატომების მიახლოე-ბის შედეგად სისტემის სრული ენერგიის შემცირება. ქიმიური ბმის ყველა თეორიას საფუძვლად უდევს პოსტულატი რვაელექტრონიანი შრის ns2 np6 (ოქტეტის) განსაკუთრებული მდგრადობის შესახებ. ასეთი სტრუქტურა აქვთ კეთილშობილ აირებს. ინგლისელმა ქიმიკოსმა ედუარდ ფრანკლენდმა(1852) ჩამოაყალიბა კონცეფცია ვალენტობის შესახებ, რომლის თანახმად თითოეული ელემენტი, იერთებს მეორე ელემენტის ეკვივალენტობის გარკვეულ რიცხვს, ხოლო ერთი ეკვივალენტი პასუხობს ერთი ვალენტობის შესაბამის რაოდენობას. ფ. კეკულემ ა. კოლბემ(1857) წამოაყენეს დებულება იმის შესახებ, რომ ნახშირბადი ოთხვალენტოვანია. მას შეუძლია სხვა ატომთან წარმოქმნას ოთხი ბმა. ინგლისელმა ქიმიკოსმა ა. კუპერმა (1858) ნათელყო, რომ ნახშირბადის ატომებს აქვთ ერთიმეორესთან შეერთების უნარი, რის შედეგადაც მათ შეუძლიათ ჯაჭვების წარმოქმნა. მის ჩანაწერებში ატომებს შორის ბმები გამოსახული იყო ხაზებით. ტერმინი "ქიმიური აღნაგობა" პირველად შემოიღო ა. ბუტლეროვმა(1861). იგი აღნიშნავდა, თუ რამდენად მნიშვნელოვანია აღნაგობის ერთიანი ფორმულით გამოსახვა და მინიშნება იმისა, თუ როგორ არიან ატომები ერთმანეთთან ბმული მოლეკულაში. ბუტლეროვის თანახმად, ნაერთის ყველა თვისებას განაპირობებს მისი მოლეკულის აღნაგობა. ელექტრული ძალები ურთიერთქმედების შედეგად აღიძვრება. ატომებსა და მოლეკულებში ელექტრონებისა და ბირთვების ელექტრული ძალები,ნაწილაკების მცირე ზომების გამო, ახალ თვისებებს იძენენ, ამიტომ ჩვენ განვიხილავთ ელექტრული ძალების სპეციფიკურ ქიმიურ ურთიერთქმედებას.სხვადასხვა ტიპის ქიმიურ ბმებს შორის ძირითადია იონური(ანუ ჰეტეროპოლარული)და კოვალენტური(ანუ ატომური)ბმა.იონური ბმა დამახასიათებელია NaCl-ისა და მისი ტიპის,ე.ი.მარილების მსგავსი ნაერთებისათვის,რომელთაც იონური ნაერთები ეწოდა.კოვალენტური ბმა დამახასიათებელია H2,N2,O2,CH4,C6H6 და სხვა მოლეკულებისათვის, რომელთაც კოვალენტური ნაერთები ეწოდა. იონური და კოვალენტური ბმების სახესხვაობებია კოორდინაციული და წყალბადური ბმა. მთავარი სტატია: კოვალენტური ბმა. კოვალენტური ბმა — ქიმიური ბმა, რომელიც ხორციელდება საზიარო ელექტრონების ხარჯზე. კოვალენტური ბმა შეიძლება იყოს როგორც ერთგვარ ატომებს(H2, Cl2, N2) ისევე სხვადასხვა ატომებს(Si და C – SiC; H და O – H2O) შორის. კოვალენტური ბმით წარმოქმნილი მოლეკულა ან ქიმიური ნაერთი მტკიცეა, ახასიათებს ნაკლები ქიმიური აქტივობა (მაგალითად პარაფინულ ნახშირწყალბადებს), მაღალი სისალე(მაგ., კარბიდებს, სილიციდებს, ბორიდებს, ნიტრიდებს) და ცვეთამედეგობა. არსებობს კოვალენტური ბმის ორი ტიპი - სიგმა (σ) და პი (π). ისინი ერთმანეთისგან განსხვავდებიან ელექტრონული სიმკვრივის განაწილებით და სიმეტრიით განსხვავდებიან. მარტივი ბმები ქიმიურ ნაერთებში ჩვეულებრივ სიგმა(σ) ბმებია. ჯერად ბმებში ერთი ბმა აუცილებლად სიგმააა, ხოლო დანარჩენი პი. მაგალითად, სამმაგი ბმა(C≡C, N≡N) შედგება ერთი სიგმა და ორი პი(π)–ბმისგან. კოვალენტური ბმა ორი ქვეტიპისაა: არაპოლარული და პოლარული. ბმა არაპოლარულია, თუ მისი წარმომქმნელი ელემენტების ატომების ელექტროუარყოფითობა ერთნაირია (კერძო შემთხვევაა, ერთნაირი ატომებისაგან წარმოქმნილი მარტივი ნივთიერებები). ელექტროუარყოფითობა ეწოდება ელემენტის ატომის უნარს თავისკენ გადაწიოს ბმის წარმომქმნელი ელექტრონული წყვილი. პოლარული კოვალენტური ბმის შემთხვევაში, ელექტრონული წყვილი გადაწეულია უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტის ატომისაკენ. არსებობს კოვალენტური ბმის წარმოქმნის განსხვავებული მექანიზმი, როდესაც ბმა წარმოიქმნება მხოლოდ ერთი ელემენტის ატომის თავისუფალი ელექტრონული წყვილის ხარჯზე. ასეთ ბმას დონორულ-აქცეპტორული ბმა ეწოდება. მთავარი სტატია: იონური ბმა. იონური ბმა - ურთიერთსაპირისპიროდ დამუხტულ იონებს შორის ელექტროსტატიკური მიზიდვით დამყარებული ბმა. იონური ბმა წარმოიქმნება ელექტროუარყოფითობით მნიშვნელოვნად განსხვავებულ ატომებს შორის. იონური ნაერთები წარმოქმნიან იონურ კრისტალურ მესერს, რომლის კვანძებში განლაგებულია იონები. მთავარი სტატია: მეტალური ბმა. მეტალური ბმა ეწოდება მეტალურ კრისტალურ მესერში მეტალის კატიონებს შორის თავისუფალი ელექტრონებით დამყარებულ ბმას. მეტალები იონური და კოვალენტური ნაერთებისაგან განსხვავებით ხასიათდებიან მაღალი სითბო- და ელექტროგამტარობით, რაც მეტალის კრისტალურ მესერში თავისუფლად გადაადგილების უნარის მქონე ელექტრონების არსებობის დამადასტურებელია. მეტალის ატომებს გარე ელექტრონულ შრეზე აქვთ ელექტრონების მცირე რიცხვი (1, 2 ან 3), ამასთან ისინი ხასიათდებიან იონიზაციის დაბალი ენერგიით, რის გამოც სავალენტო ელექტრონები ადვილად გადაადგილდებიან მეტალის მთელ მოცულობაში და სწორედ მათი თავისუფალი მოძრაობის შედეგია მეტალთა ელექტროგამტარობა. მეტალის კრისტალში სავალენტო ელექტრონების რიცხვი ორბიტალების რიცხვზე გაცილებით ნაკლებია. მაგალითად, ტუტე მეტალების თითოეულ ატომს ბმების დასამყარებლად შეუძლია ოთხი ორბიტალისა და მხოლოდ ერთი ელექტრონის გამოყენება. ამ ელექტრონებს შეუძლიათ ერთი ორბიტალიდან მეორეზე გადასვლა, მეორედან მესამეზე და ა.შ. რაც ამ ორბიტალების ენერგეტიკული სიახლოვით არის განპირობებული. მთავარი სტატია: წყალბადური ბმა. დონორულ-აქცეპტორული ტიპის სამცენტრიან სუსტ ქიმიურ კავშირს წყალბადსა და ძლიერი ელექტროუარყოფითი ელემენტების (F, O, N, Cl, S) ატომებს შორის წყალბადური ბმა ეწოდება. წყალბადური ბმა შეიძლება იყოს შიდამოლეკულური ან მოლეკულათაშორისი. მოლეკულათშორისი წყალბადური ბმა წარმოიქმნება, როდესაც წყალბადის ატომი ურთიერთქმედებს მეორე მოლეკულის თავისუფალი ელექტრონული წყვილის მქონე ელექტროუარყოფითი ელემენტის ატომთან. იმ შემთხვევაში, როდესაც წყალბადის ატომი ურთიერთქმედებს იმავე მოლეკულის მასთან არაბმულ ელექტროუარყოფითი ელემენტის ატომთან, წარმოიქმნება შიგამოლეკულური წყალბადური ბმა. ქიმია კოვალენტური ბმა იონური ბმა მეტალური ბმა წყალბადური ბმა ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 10, თბ., 1986. — გვ. 528-529.