قطبش

پیوند 100% کووالانسی و پیوند 100% یونی دو حالت حد برای پیوندها هستند. اغلب پیوندها مابین این دو حالت قرار می­گیرند. برای توجیه طیف وسیع پیوندها، از کووالانسی به یونی یا بالعکس دو زاویه­ی دید وجود دارد در یکی ابتدا فرض می­شود که پیوند 100% کووالانسی است و سپس بسته به اختلاف الکترونگاتیویته­ی دو اتم تشکیل­دهنده­ی پیوند بارهای جزئی ایجاد می­شود و پیوند خصلت یونی پیدا می­کند که می­تواند تا مرز بارهای کامل یا همان پیوند 100% یونی پیش رود. با این زاویه دید قبلا آشنا شدیم. در زاویه­ی دید دوم فرض می­شود که پیوند در ابتدا 100% یونی است و سپس بسته به تمایل کاتیون برای جذب ابر الکترونی آنیون پیوند شروع به پیدا کردن خصلت کووالانسی می­کند که می­تواند تا مرز 100% کووالانسی پیش رود. زاویه­ی دید دوم قطبش نامیده می­شود که در این بخش با آن آشنا می شویم.

در صورتیکه کاتیون و آنیون ابرهای الکترونی همدیگر را تحت تاثیر قرار ندهند، ابرهای الکترونی به صورت کروی خواهند داشت. در پدیده قطبش، ابر الکترونی آنیون به خاطر جاذبه با کاتیون از حالت کروی خارج میشود و به سمت کاتیون واپیچش پیدا میکند. واپیچش ابر الکترونی آنیون به سمت کاتیون و انتقال ابر الکترونی آنیون به فضای بین آنیون و کاتیون معادل با پیدایش خصلت کووالانسی در پیوند بین کاتیون و آنیون است. در پدیده قطبش کاتیون فاعل محسوب میشود و قطبنده نامیده میشود، در حالیکه آنیون مفعول محسوب میشود و پذیرنده قطبش یا قطبش پذیر نامیده میشود. هر چه کاتیون قطبنده تر و آنیون قطبش پذیرتر باشد، واپیچش ابر الکترونی آنیون به سمت کاتیون بیشتر خواهد بود و خصلت کووالانسی پیوند نیز افزایش خواهد یافت. واپیچش ابر الکترونی آنیون به سمت کاتیون تا تبدیل کامل پیوند یونی به پیوند کووالانسی می تواند پیشروی کند.

به کمک قواعد فیجنز یا فاجانز که در ادامه بحث میشود، میتوان مقدار قطبندگی کاتیون ،قطبش پذیری آنیون و خصلت کووالانسی پیوند را بطور کیفی مقایسه کرد.

قدرت قطبندگی کاتیون با افزایش بار کاتیون و کاهش شعاع کاتیون افزایش می یابد. بعبارتی قدرت قطبندگی کاتیون با افزایش چگالی بار کاتیون (نسبت بار به حجم کاتیون) افزایش می یابد. بهمین علت است که در یک دوره از چپ به راست و در یک گروه از پایین به بالا  قدرت قطبندگی کاتیونها و خصلت کووالانسی در ترکیبات مربوطه افزایش می یابد.

قطبش پذیری آنیون با افزایش بار و شعاع آنیون افزایش می یابد. بهمین علت است که در یک دوره از راست به چپ و در یک گروه از بالا به پایین قطبش پذیری آنیونها و خصلت کووالانسی در ترکیبات مربوطه افزایش می یابد.

کاتیونهای فلزات واسطه بعلت بار موثر هسته بیشتر از کاتیونهای همبار و تقریبا هم اندازه فلزات اصلی قطبنده ترند. مثلا یونهای Hg دو مثبت و Ca دو مثبت همبار و تقریبا هم اندازه اند، با این وجود ترکیب HgCl2 به صورت کووالانسی است در حالیکه ترکیب CaCl2 به صورت یونی است.

درنظر گرفتن نکات در رابطه با قطبش در ادامه آمده نیز میتواند مفید واقع شود. Be دو مثبت و B سه مثبت بعلت بار زیاد و اندازه فوق العاده کوچک به حدی قطبنده­های قوی هستند که هیچ ترکیب یونی از این یونهای تک اتمی نداریم. ترکیبات این عناصر حتی با الکترونگاتیوترین عناصر مثل اتم فلوئور دارای پیوندهای کووالانسی هستند. Al سه مثبت نیز قدرت قطبندگی بالایی دارد و برای ترکیبات دو تایی آلومینیوم تنها ترکیبات آلومینیوم با الکترونگاتیوترین عناصر یعنی فلوئور و اکسیژن به صورت AlF3 و Al2O3 یونی هستند و مابقی ترکیبات دوتایی آن به صورت کووالانسی در نظر گرفته می­شوند.

 یون­های تک اتمی مثبت و منفی با اندازه بار برابر 4 یا بزرگتر به علت پدیده­ی قطبش معمولا در ترکیبات مشاهده نمی­شوند. کاتیون تک اتمی با اندازه بار برابر 4 بحدی قطبنده خواهد بود که ابر الکترونی هر آنیون یا مولکول واقع در مجاورتش را  منحرف خواهد ساخت و پیوند کووالانسی بوجود خواهد آورد. آنیون تک اتمی با اندازه بار برابر 4 بحدی قطبش پذیر خواهد بود که به هر کاتیون واقع در مجاورتش اجازه خواهد داد که ابر الکترونی اش را  منحرف کند و پیوند کووالانسی بوجود آورد.  بعنوان مثال TiCl2 و TiCl3 پیوند یونی دارند، در حالیکه TiCl4 پیوند یونی ندارد و متشکل از یونها نیست، بلکه متشکل از مولکولهای مجزا از هم TiCl4 است که برای هر مولکول TiCl4 چهار پیوند کووالانسی ساده Ti-Cl در نظر گرفته می شود.