پیوند دوگانه: درِ بلیط سریعالوصول به دنیای مولکولهای چندمنظوره
پیوند شیمیایی چیست و پیوند دوگانه کجای آن قرار دارد؟
اتمها به تنهایی و در بسیاری موارد ناپایدارند. آنها دوست دارند مانند گازهای نجیب، لایهی آخر الکترونی خود را کامل کنند. برای این کار، سه راه اصلی پیش رو دارند: دادن الکترون، گرفتن الکترون یا اشتراک گذاری الکترون. پیوند دوگانه در دستهی سوم، یعنی پیوندهای کووالانسی قرار میگیرد.
وقتی دو اتم، یک جفت الکترون را به اشتراک میگذارند، یک پیوند یگانه (تک) تشکیل میشود که با یک خط (-) نشان داده میشود، مانند مولکول هیدروژن: $H-H$. اما گاهی، برای رسیدن به آرایش پایدار، اشتراک یک جفت الکترون کافی نیست و اتمها مجبورند دو جفت الکترون را با هم شریک شوند. این همان پیوند دوگانه است که با دو خط (=) نشان داده میشود.
تفاوت پیوند یگانه و دوگانه در یک نگاه
این دو نوع پیوند، تفاوتهای مهمی دارند که بر خواص مولکول تأثیر میگذارند. جدول زیر این تفاوتهای کلیدی را مقایسه کرده است:
| ویژگی | پیوند یگانه | پیوند دوگانه |
|---|---|---|
| تعداد الکترونهای اشتراکی | 2 الکترون (یک جفت) | 4 الکترون (دو جفت) |
| نماد خطی در فرمول | یک خط ( - ) | دو خط ( = ) |
| طول پیوند | بلندتر | کوتاهتر (اتمها به هم نزدیکترند) |
| استحکام پیوند | کمتر | بیشتر (شکستن آن سختتر است) |
| انعطافپذیری | اتمها میتوانند حول پیوند بچرخند. | چرخش سختی دارد (سفت و محکم است) |
| یک مثال ساده | اتان در گاز فندک: $CH_3-CH_3$ | اتیلن (گاز رسیدن میوه): $CH_2=CH_2$ |
پیوند دوگانه در طبیعت و زندگی ما: از میوههای رسیده تا بوی لیمو
شاید فکر کنید پیوند دوگانه فقط در کتاب شیمی وجود دارد. اما کاملاً در اشتباهید! این پیوند در اطراف ما حضور پررنگی دارد:
۱. گاز اتیلن و رسیدن میوهها: مولکول اتیلن $(C_2H_4)$ دارای یک پیوند دوگانه بین دو اتم کربن است. این گاز هورمون رسیدن میوه است. وقتی یک سیب یا موز میرسد، این گاز را آزاد میکند و باعث رسیدن میوههای اطراف خود نیز میشود. به همین دلیل است که قرار دادن یک موز رسیده کنار کیوی سفت، آن را سریعتر نرم میکند.
۲. روغنهای مایع و جامد (اشباع و غیراشباع)[1]: روغن زیتون در دمای اتاق مایع است، اما کره یا روغن نباتی جامد. راز این تفاوت در پیوند دوگانه است. مولکولهای روغن زیتون دارای یک یا چند پیوند دوگانه هستند که به آنها «غیراشباع» میگویند. این پیوندها باعث میشود مولکولها نتوانند به خوبی کنار هم بچینند و در نتیجه روغن، مایع باشد. در مقابل، چربی جامد (اشباع) پیوند دوگانه ندارد و همهی اتمهای کربن آن با پیوند یگانه به هم متصلند و میتوانند فشرده شوند و جامد بمانند.
۳. رنگهای طبیعی و بوی خوش: رنگ نارنجی هویج به خاطر مادهای به نام «بتاکاروتن» است. مولکول بلند این ماده پر از پیوندهای دوگانه متناوب است! این ساختار خاص باعث جذب نور و ایجاد رنگ میشود. همچنین، بوی خوش مرکبات مانند لیمو از مولکولهایی به نام «ترپن»ها نشأت میگیرد که در ساختار خود پیوند دوگانه دارند.
• اکسیژنی که نفس میکشیم: $O=O$ (یک پیوند دوگانه).
• دیاکسید کربن: $O=C=O$ (دو پیوند دوگانه بین کربن و هر اکسیژن).
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاورقی
[1]اشباع و غیراشباع (Saturated & Unsaturated): در شیمی آلی، به ترکیباتی که فقط پیوند یگانه بین اتمهای کربن داشته باشند، «اشباع» و به ترکیباتی که دارای یک یا چند پیوند دوگانه یا سهگانه باشند، «غیراشباع» گفته میشود.
[2]پلیمر (Polymer): مولکولهای بسیار بزرگ و زنجیرهای که از به هم پیوستن تعداد زیادی مولکول کوچکتر (مونومر) ساخته میشوند. پلاستیکها، نایلون و DNA نمونههایی از پلیمرها هستند.
[3]گروه عاملی (Functional Group): بخش خاص و فعال یک مولکول آلی که خواص شیمیایی مشخصی به آن میدهد. مانند گروه $C=O$ (کربونیل) که در بسیاری از ترکیبات مانند قندها وجود دارد.
