المركبات الكيميائية
من العناصر إلى المواد الحقيقية.
يتكوّن الماء والأملاح والسكريات والغازات من عناصر، لكن خواصها تعتمد على الروابط والهندسة والبنية. ابحث باسم مألوف أو بصيغة كيميائية واستكشف 50 مركباً.
مجموعة مرجعية
50 مركباً اختيرت لشرح أفكار كيميائية مختلفة.
نُظمت المجموعة بحسب المعنى الكيميائي لا بحسب الترتيب الأبجدي. ابحث بالاسم أو الصيغة.
H₂Oالماءالماء H₂O جزيء صغير لكنه غير خطي. حول الأكسجين رابطتا O–H وزوجان غير رابطين، وهذا الترتيب يجعل الجزيء منحنيًا وقطبيًا بوضوح.CO₂ثاني أكسيد الكربونثاني أكسيد الكربون CO₂ جزيء خطي تكون فيه ذرة الكربون بين ذرتي أكسجين. كل رابطة C=O قطبية، لكن التناظر الخطي يجعل عزمي الرابطتين متعاكسين فيتلاشى العزم الك…NH₃الأمونياالأمونيا NH₃ جزيء هرمي ثلاثي حول النيتروجين. ثلاث روابط N–H وزوج إلكتروني حر تعطي ترتيبًا إلكترونيًا يقارب رباعي السطوح، لكن شكل الذرات نفسه هرمي.CH₄الميثانالميثان CH₄ أبسط ألكان. ترتبط ذرة الكربون بأربع ذرات هيدروجين بروابط σ متقاربة التكافؤ وتتخذ هندسة رباعية السطوح، لا شكلًا مربعًا مسطحًا.NaClكلوريد الصوديومكلوريد الصوديوم NaCl صلب أيوني مبني من Na⁺ وCl⁻ بنسبة 1:1. الصيغة NaCl هي وحدة صيغة تصف النسبة الكلية وليست جزيئًا منفصلًا في البلورة العادية.CaCO₃كربونات الكالسيومكربونات الكالسيوم CaCO₃ صلب أيوني مبني من Ca²⁺ وCO₃²⁻ بنسبة 1:1. الصيغة وحدة صيغة للبلورة وليست جزيئًا منفصلًا من خمس ذرات.NaHCO₃بيكربونات الصوديومبيكربونات الصوديوم NaHCO₃ صلب أيوني من Na⁺ وHCO₃⁻. يستطيع أيون البيكربونات قبول بروتون أو فقده، ولذلك يتغير سلوكه الحمضي–القاعدي مع الوسط.NaOHهيدروكسيد الصوديومهيدروكسيد الصوديوم NaOH مركب أيوني من Na⁺ وOH⁻. في الماء تنفصل الشبكة إلى أيونات مميهة ويكون OH⁻ مسؤولًا مباشرة عن القاعدية القوية.HClكلوريد الهيدروجينكلوريد الهيدروجين HCl جزيء ثنائي الذرة قطبي في الحالة الغازية. الكلور أكثر كهرسلبية فيسحب الكثافة الإلكترونية نحوه ويعطي رابطة ذات عزم ثنائي قطب.H₂SO₄حمض الكبريتيكحمض الكبريتيك H₂SO₄ حمض أكسجيني قوي ذو بروتونين قابلين للانتقال على مرحلتين. يحدد عدد البروتونات المرتبطة بالأكسجين ما إذا كان النوع H₂SO₄ أو HSO₄⁻ أو SO₄…H₂O₂فوق أكسيد الهيدروجينفوق أكسيد الهيدروجين H₂O₂ جزيء يتميز برابطة O–O. ترتيب H–O–O–H ليس خطيًا ولا مسطحًا تمامًا، وتؤثر رابطة البيروكسيد مباشرة في تفاعليته.C₂H₆Oالإيثانولالإيثانول C₂H₆O يكتب بنيويًا CH₃CH₂OH. وجود مجموعة الهيدروكسيل O–H يميز الكحول ويمنح طرف الجزيء قطبية وقدرة على تكوين روابط هيدروجينية.C₂H₄O₂حمض الأسيتيكحمض الأسيتيك C₂H₄O₂ يكتب CH₃COOH وهو حمض كربوكسيلي بسيط. مجموعة –COOH تجمع C=O وO–H في وحدة إلكترونية واحدة تتحكم في الحمضية.C₆H₁₂O₆الجلوكوزالجلوكوز سكر أحادي صيغته C₆H₁₂O₆. لا تكفي الصيغة وحدها لتحديد البنية؛ ترتيب المجموعات حول سلسلة الكربون وإمكان تكوّن الحلقة هما ما يحددان الهوية والسلوك ا…C₆H₁₂O₆الفركتوزالفركتوز سكر أحادي صيغته C₆H₁₂O₆، وهي الصيغة نفسها للجلوكوز لكن ترابط الذرات مختلف. في الشكل المفتوح يحمل مجموعة كيتون، لذلك يصنف ككيتوهكسوز.C₁₂H₂₂O₁₁السكروزالسكروز C₁₂H₂₂O₁₁ ثنائي سكر مبني من وحدة مشتقة من الجلوكوز وأخرى مشتقة من الفركتوز ترتبطان برابطة غليكوسيدية محددة. الهوية تعتمد على موضع واتجاه هذه الراب…HNO₃حمض النيتريكحمض النيتريك HNO₃ حمض أكسجيني قوي. في الماء ينتقل البروتون بسهولة ويظهر أيون النترات NO₃⁻ بوصفه القاعدة المرافقة.H₃PO₄حمض الفوسفوريكحمض الفوسفوريك H₃PO₄ يستطيع فقد ثلاثة بروتونات على مراحل. كل مرحلة لاحقة تبدأ من نوع أكثر سلبية شحنة، لذلك تصبح إزالة البروتونات التالية أقل سهولة.C₆H₈O₇حمض الستريكحمض الستريك C₆H₈O₇ جزيء عضوي يحتوي ثلاث مجموعات كربوكسيل ومجموعة هيدروكسيل. مجموعات –COOH الثلاث تجعله حمضًا ثلاثي البروتون.CH₄N₂Oاليوريااليوريا CH₄N₂O تكتب CO(NH₂)₂. ترتبط مجموعة كربونيل بمجموعتي نيتروجين، ويجعل الرنين روابط C–N مختلفة عن روابط الأمينات الأحادية البسيطة.C₃H₆Oالأسيتونالأسيتون C₃H₆O هو أبسط كيتون شائع، وتوجد فيه مجموعة كربونيل C=O بين مجموعتي ميثيل. استقطاب هذه المجموعة يحدد جزءًا مهمًا من ذوبانه وتفاعلاته.C₆H₆البنزينالبنزين C₆H₆ حلقة سداسية مستوية تقريبًا ذات نظام π غير موضعي يضم ستة إلكترونات. روابط C–C الست ليست ثلاث روابط مفردة وثلاثًا مزدوجة ثابتة بالتناوب.SiO₂ثاني أكسيد السيليكونثاني أكسيد السيليكون SiO₂ صلب شبكي تساهمي ممتد. في الكوارتز لا توجد جزيئات SiO₂ منفصلة؛ الصيغة تسجل فقط النسبة الإجمالية 1:2 بين السيليكون والأكسجين.COأول أكسيد الكربونأول أكسيد الكربون CO جزيء ثنائي الذرة ذو رابطة قوية بين الكربون والأكسجين. بنيته الإلكترونية تجعله قادرًا على الارتباط بالفلزات عبر ذرة الكربون.SO₂ثاني أكسيد الكبريتثاني أكسيد الكبريت SO₂ جزيء منحني قطبي. عدم خطية الهندسة يعني أن عزمي رابطتي S–O لا يتلاشيان، ولذلك يمتلك الجزيء عزمًا ثنائي القطب.NO₂ثاني أكسيد النيتروجينثاني أكسيد النيتروجين NO₂ جزيء منحني يحوي عددًا فرديًا من الإلكترونات، ولذلك فهو جذر حر بارامغناطيسي. هذه السمة تميزه عن كثير من الجزيئات الصغيرة المغلقة…CH₄Oالميثانولالميثانول CH₄O يكتب CH₃OH وهو أبسط كحول. مجموعة O–H قطبية ويمكنها منح واستقبال روابط هيدروجينية، بينما مجموعة الميثيل صغيرة وغير قطبية نسبيًا.CH₂Oالفورمالدهيدالفورمالدهيد CH₂O أو H₂C=O هو أبسط ألدهيد. كربون الكربونيل قريب من الهندسة المستوية الثلاثية ويحمل شحنة جزئية موجبة، لذلك يكون مركزًا تفاعليًا مهمًا.C₃H₈O₃الغليسرولالغليسرول C₃H₈O₃ أو HOCH₂–CHOH–CH₂OH كحول ثلاثي يحوي ثلاث مجموعات هيدروكسيل. هذه الكثافة العالية لمجموعات O–H تعطي روابط هيدروجينية قوية.C₂H₆O₂إيثيلين غليكولإيثيلين غليكول C₂H₆O₂ أو HO–CH₂–CH₂–OH كحول ثنائي يحوي مجموعتي هيدروكسيل. يمكن لكل طرف أن يشارك في روابط هيدروجينية مع الماء والجزيئات المجاورة.C₃H₆O₃حمض اللاكتيكحمض اللاكتيك C₃H₆O₃ يجمع مجموعة كربوكسيل حمضية ومجموعة هيدروكسيل على الكربون المجاور. وجود مركز فراغي يعني أن البنية قد توجد في صورتين مرآتيتين.C₂H₂O₄حمض الأكساليكحمض الأكساليك C₂H₂O₄ أبسط حمض ثنائي الكربوكسيل. يحتوي مجموعتي –COOH متجاورتين ويمكنه فقد بروتونين على مرحلتين لتكوين هيدروجين أكسالات ثم أكسالات.C₄H₈O₂أسيتات الإيثيلأسيتات الإيثيل C₄H₈O₂ إستر ذو الوصلة CH₃–C(=O)–O–CH₂–CH₃. وجود O بجوار الكربونيل يميزه بنيويًا عن الكيتونات والألدهيدات.C₆H₆Oالفينولالفينول C₆H₆O هو حلقة بنزين مرتبطة مباشرة بمجموعة OH. ارتباط الأكسجين بالنظام العطري يجعل خواصه الحمضية والإلكترونية مختلفة عن كحول أليفاتي بسيط.C₇H₈التولوينالتولوين C₇H₈ هو ميثيل بنزين: حلقة عطرية مرتبطة بمجموعة CH₃. تبقى الحلقة محتفظة بنظام π العطري بينما تستطيع مجموعة الميثيل الدوران حول رابطة C–C المفردة.C₃H₈البروبانالبروبان C₃H₈ ألكان مشبع بثلاث ذرات كربون متصلة بروابط σ مفردة فقط. كل كربون قريب من هندسة رباعية السطوح ولا توجد روابط π.C₂H₄الإيثينالإيثين C₂H₄ أبسط ألكين ويحتوي رابطة C=C مكونة من رابطة σ ورابطة π. الرابطة π تمنع الدوران الحر وتجعل الذرات حول الكربونين في ترتيب مستوٍ تقريبًا.C₂H₂الإيثاينالإيثاين C₂H₂ أبسط ألكاين، وفيه رابطة C≡C تتكون من رابطة σ ورابطتي π متعامدتين. الكربونان قريبان من تهجين sp والجزيء خطي تقريبًا.Na₂CO₃كربونات الصوديومكربونات الصوديوم Na₂CO₃ صلب أيوني من أيوني Na⁺ لكل أيون CO₃²⁻. الصيغة وحدة صيغة للشبكة وليست جزيئًا منفصلًا.Ca(OH)₂هيدروكسيد الكالسيومهيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)₂ صلب أيوني يتكون من Ca²⁺ واثنين OH⁻ لكل وحدة صيغة. ذوبانه محدود نسبيًا، لكن الجزء الذائب يعطي أيونات هيدروكسيد قاعدية بقوة.Fe₂O₃أكسيد الحديد(III)أكسيد الحديد(III) Fe₂O₃ صلب ممتد بنسبة حديد إلى أكسجين 2:3. الرقم (III) يعبّر عن إسناد حالة أكسدة +3 للحديد في المحاسبة الكيميائية.Al₂O₃أكسيد الألومنيومأكسيد الألومنيوم Al₂O₃ صلب ألومنيوم–أكسجين ممتد. نسبة 2:3 تتفق مع محاسبة Al³⁺ وO²⁻، لكن البلورة ليست مجموعة من الأيونات الحرة المعزولة.MgOأكسيد المغنيسيومأكسيد المغنيسيوم MgO صلب ممتد بنسبة 1:1 بين Mg وO. محاسبة Mg²⁺ وO²⁻ تفسر الستوكيومترية من دون افتراض وجود جزيئات MgO منفصلة في البلورة.KNO₃نترات البوتاسيومنترات البوتاسيوم KNO₃ صلب أيوني من K⁺ وNO₃⁻ بنسبة 1:1. داخل أيون النترات تكون روابط N–O تساهمية وغير موضعية بالرنين.NH₄NO₃نترات الأمونيومنترات الأمونيوم NH₄NO₃ صلب أيوني من NH₄⁺ وNO₃⁻. كلا الأيونين متعدد الذرات، لكن هندستهما وترابطهما الداخلي مختلفان بوضوح.NH₄Clكلوريد الأمونيومكلوريد الأمونيوم NH₄Cl صلب أيوني من NH₄⁺ وCl⁻. أيون الأمونيوم رباعي السطوح ويحوي روابط N–H تساهمية داخل كاتيون متعدد الذرات.NaOClهيبوكلوريت الصوديومهيبوكلوريت الصوديوم NaOCl مركب أيوني من Na⁺ وOCl⁻. داخل الهيبوكلوريت توجد رابطة O–Cl تساهمية ويحمل الأيون شحنة −1.KMnO₄برمنغنات البوتاسيومبرمنغنات البوتاسيوم KMnO₄ صلب أيوني من K⁺ وMnO₄⁻. أيون البرمنغنات رباعي السطوح تقريبًا ويحمل المنغنيز فيه حالة أكسدة +7.CuSO₄كبريتات النحاس(II)كبريتات النحاس(II) CuSO₄ صلب أيوني من Cu²⁺ وSO₄²⁻ بنسبة 1:1. داخل الكبريتات يوجد إطار S–O تساهمي رباعي السطوح تقريبًا.CaSO₄كبريتات الكالسيومكبريتات الكالسيوم CaSO₄ صلب أيوني من Ca²⁺ وSO₄²⁻ بنسبة 1:1. الصيغة CaSO₄ وحدها تمثل الصورة اللامائية، بينما توجد صور مائية مهمة.
—