الكربونات عبارة عن مركبات غير عضوية تتكون من الترابط الأيوني لمعدن أو شبه معدني مع أنيون الكربونات ، ثاني أكسيد الكربون32-.
الكربون رباعي التكافؤ ، أي أنه يحتوي على أربعة إلكترونات في غلاف التكافؤ ، ويمكنه تكوين أربعة روابط تساهمية لتكون مستقرة ، بينما الأكسجين ثنائي التكافؤ ، حيث يحتوي على ستة إلكترونات في غلاف التكافؤ والقدرة على تكوين رابطين ليكونا مستقرين ، مع ثمانية الإلكترونات. وبالتالي ، هناك ميل قوي للكربون إلى الارتباط بذرتين من الأكسجين ، وكلها مستقرة (O ═ C ═ O → كو2).
لكن يمكن أن يتحد الأكسجين الآخر مع الكربون ، لأن نسبة نصف القطر الأيوني تؤدي إلى رقم تنسيق يساوي 3 ، مما يشكل بنية مثلث حيث يوجد الكربون في المركز ، مما يجعل رابطة مزدوجة مع إحدى ذرات الأكسجين ورابطين منفردتين مع الاثنين الآخرين الأكسجين. والنتيجة هي إلكترونين زائدين ، لأن هذين الأكسجين غير مستقرين ، ويحتاج كل منهما إلى تلقي إلكترون واحد:
يتكون أنيون الكربونات من روابط تساهمية ، لكن مركباتها ، وهي أملاح غير عضوية ومعادن المعروف باسم الكربونات ، أيون ، حيث يستقبل هذا الجذر إلكترونين من بعض المعادن أو شبه المعدنية ، مما يشكل a الرابطة الأيونية.
هذه المركبات غير قابلة للذوبان في الماء ، باستثناء كربونات الأمونيوم ((NH4)2كو3) والكربونات المتكونة من الفلزات القلوية (عناصر الأسرة 1: Li و Na و K و Rb و Cs و Fr). جميعهم تقريبًا عبارة عن مواد صلبة بيضاء ، كما هو موضح في الصورة أدناه:
يعتبر كربونات الصوديوم (Na2كو3) وكربونات الكالسيوم (CaCO3). في الحالة الأولى ، ينتمي الصوديوم إلى الأسرة 1 ، مع وجود إلكترون في غلاف التكافؤ ويميل إلى فقد هذا الإلكترون ليصبح مستقرًا. نظرًا لأن أنيون الكربونات يحتاج إلى تلقي إلكترونين ، فإنه يرتبط بذرتين من ذرات الصوديوم:
يُعرف رماد الصودا باسم الصودا أو الصودا ، حيث يتم استخدامه في صناعة الصابون والأصباغ والأدوية والأوراق وفي معالجة مياه حمامات السباحة. لكن تطبيقه الرئيسي هو كربونات الكالسيوم والرمل في صناعة الزجاج.
الكالسيوم هو الأسرة 2 ، ويميل إلى فقدان إلكترونين. وهكذا ، فإن ذرة الكالسيوم ترتبط بجذر كربونات:
توجد كربونات الكالسيوم في الحجر الجيري والرخام. في الهوابط والصواعد الموجودة في الكهوف تتكون من هذه الكربونات. الأصداف والشعاب المرجانية وقشور البيض أيضًا. عندما نبيض الجدران وجذوع الأشجار وأماكن أخرى ، فإننا نستخدم هيدروكسيد الكالسيوم (Ca (OH)2) ، والتي تتفاعل بمرور الوقت مع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لتكوين كربونات الكالسيوم.
تعتبر الكربونات شائعة جدًا على سطح الأرض ، كما في حالة المعادن. يمكن لشبكتها البلورية أن تعيد ترتيب نفسها في الفضاء بطريقتين: المعيني (كما هو الحال مع الأراجونيت المعدني الموضح أعلاه مع صيغة كربونات الكالسيوم) و معيني الوجوه أو ثلاثي الزوايا ، كما هو الحال مع الكالسيت (معدن آخر يتكون من كربونات الكالسيوم).
تتفاعل الكربونات في وجود الأحماض وتطلق ثاني أكسيد الكربون2، والتي يمكن رؤيتها بسهولة من خلال فوران.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
