زوج الكترون - الكترون و پيوند كووالانسي
مقدمه :
همانطور كه در مبحث (
وارونگي
ميادين الكتريكي ، توجيهي جديد
براي توليد زوج ماده - پاد ماده
. بر خلاف انتظار ما ، ماده - پاد ماده
يكديگر را نابود نمي‌كنند ! )
توضيح داده شد ، الكترونها و ساير ذرات باردار ساكن نيستند و حول محور
فرضي خود با سرعت چرخشي بسيار بالايي در حال دوران هستند كه به اين
دوران آنها اسپين گفته ميشود . اگر دوران
الكترون را موافق چرخش عقربه‌هاي ساعت فرض كنيم و آن را از بالا
بنگريم مشاهده ميشود كه :
امتداد خطوط ميدان از مركز الكترون يا ميدان
الكتريكي ، خارج و حول مركز به صورت دوايري تو در تو و پيوسته در
مي‌آيد كه ميتوانيم آن را يك ميدان الكتريكي بسته و تا بينهايت در نظر
بگيريم ، براي اينكه اين ميدان دايره‌اي شكل هيچ آغاز و پاياني ندارد . همانطور كه ميدانيم ، هرگاه ميدان الكتريكي در
فضا برقرار شود ، ميدان مغناطيسي عمود بر امتداد آن پديدار خواهد شد و
برعكس آن نيز صادق است كه به مجموعه اين دو ميدان در فضا ، ميدان الكترومغناطيسي گفته ميشود .
در شكل فوق نماي الكترون ( سطح دايره‌اي قرمز
رنگ ) از پهلو و در حال دوران حول محور عمودي نشان داده شده است ، به
گونه‌اي كه اگر از بالا به آن بنگريم جهت چرخش آن موافق جهت چرخش
عقربه‌هاي ساعت خواهد بود . خطوط افقي سياه رنگ ، ميادين الكتريكي و
فلش قرمز رنگ جهت ميدان الكتريكي از روبرو را نشان ميدهد كه در
اين صورت جهت فلشهاي آبي رنگ ، جهت ميدان مغناطيسي تشكيل شده را نشان
ميدهد . با توجه به دو قطبي بودن الكترون و ذرات باردار ديگر ، آنها
ميتواند تشكيل زوج ماده - ماده دهند يعني شكل زير :
پيوند كووالانسي چيست ؟
بر خلاف تشكيل پيوند يوني ، اتم‌ها براي رسيدن
به آرايش گاز نجيب ( آرايش هشت‌تايي ) به جاي از دست دادن يا پذيرفتن
الكترون ، آن را ميان خود به اشتراك مي‌گذارند . در اين حالت ميان دو
اتم پيوندي بوجود مي‌آيد كه پيوند كووالانسي گفته ميشود . به طور مثال
پيوند كووالانسي ساده بين دو اتم هيدروژن را در نظر مي‌گيريم . با
نزديك شدن اتم‌هاي هيدروژن به يكديگر ، ميان دو الكترون از دو اتم يك
نيروي جاذبه مغناطيسي قوي ايجاد ميشود ، براي اينكه اين دو الكترون تمايل شديدي
براي تشكيل يك زوج الكترون - الكترون و پر كردن يك اوربيتال دارند (
يعني 1S ) . همين وضعيت براي پروتون‌هاي
هسته برقرار است ، يعني آنها نيز تمايل به تشكيل يك زوج پروتون -
پروتون را دارند ، براي اينكه آنها بار الكتريكي داشته و با دوران ( اسپين ) خود
، ميدان مغناطيسي توليد مي‌كنند كه باعث تشكيل زوج پروتون -
پروتون ميشود . در هنگام تشكيل پيوند كووالانسي چنين به نظر ميرسد كه
اثر جاذبه مغناطيسي الكترونها و پروتونها نسبت به هم نوع خود بيش‌تر از مجموع
نيروهاي دافعه‌اي الكتريكي ميان دو هسته و ميان دو الكترون است و اين
دو نيرو در حد فاصلي از هم به تعادل ميرسند كه به آن طول پيوند در
ملكول هيدروژن گفته ميشود . آنچه كه مسلم است اين فاصله ثابت نبوده و
در حال تغييرات جزيي است كه باعث نوسان و لرزش ملكول هيدروژن ميشود . اين پيوند كووالانسي انرژي‌زا بوده و معادل
436 كيلو ژول بر مول انرژي آزاد مي‌كند كه
ناشي از كاهش پتانسيل الكترومغناطيسي موجود در اتم هيدروژن است و ما
براي گسستن اين پيوند در ملكول هيدروژن ، مجبوريم اين انرژي را مجددا
مصرف كنيم . در واكنش هسته‌اي همجوشي اين فاصله پيوند مابين پروتونها (
هسته‌ها ) فوق‌العاده كم شده و هسته‌هاي جديد تشكيل ميشوند و در
نتيجه ، انرژي بسيار زيادي آزاد ميشود ، براي اينكه انرژي پيوند با فاصله
پيوند رابطه عكس دارد E≈1/r
. يعني هر چه قدر فاصله پيوند كوتاه‌تر شود انرژي پيوند
افزايش نشان خواهد داد . در اين حالت هسته‌ها مقدار
بيشتري از پتانسيل الكترومغناطيسي خود را از دست داده و به صورت
تابشهاي الكترومغناطيسي آشكار و دفع خواهند شد . قدر مسلم
زوج الكترون - الكترون تشكيل شده متعلق به هر دو لايه
1S از دو هسته يا اتم هيدروژن است و اين زوج
در هر دو لايه حضور و چرخش يا دوران خواهد داشت . در واقع انرژي پيوند
ملكول هيدروژن مربوط به انرژي پيوند زوج الكترون - الكترون و زوج
پروتون - پروتون ميشود ، البته متناسب با طول پيوندي كه برقرار خواهند
نمود .
محمدرضا طباطبايي 29/3/87
http://www.ki2100.com
لطفا نظرات خود را
با ما درميان بگذاريد:
http://www.facebook.com/ki2100
