لقد رأيت الصورة أعلاه بالفعل، أليس كذلك؟
اسمحوا لي أن أشرح بإيجاز الصورة أعلاه.
يحتوي هيكل H3O+ Lewis على ذرة أكسجين (O) في المركز محاطة بثلاث ذرات هيدروجين (H). هناك ثلاث روابط فردية بين ذرة الأكسجين (O) وكل ذرة هيدروجين (H). يوجد زوج وحيد في ذرة الأكسجين (O). هناك شحنة رسمية قدرها +1 على ذرة الأكسجين (O).
إذا لم تفهم أي شيء من الصورة أعلاه لبنية H3O+ Lewis، فابق معي وستحصل على شرح تفصيلي خطوة بخطوة حول كيفية رسم بنية Lewis لـ H3O+ ion .
لذلك دعونا ننتقل إلى خطوات رسم بنية لويس لأيون H3O+.
خطوات رسم تركيب H3O+ Lewis
الخطوة 1: أوجد إجمالي عدد إلكترونات التكافؤ في أيون H3O+
من أجل العثور على العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في أيون H3O+، عليك أولاً معرفة إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة الأكسجين وكذلك ذرة الهيدروجين.
(إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي لأي ذرة).
سأخبرك هنا بكيفية العثور بسهولة على إلكترونات التكافؤ للأكسجين وكذلك الهيدروجين باستخدام الجدول الدوري.
إجمالي إلكترونات التكافؤ في أيون H3O+
→ إلكترونات التكافؤ المعطاة من ذرة الهيدروجين:
الهيدروجين هو عنصر المجموعة 1 في الجدول الدوري. [1] ولذلك فإن إلكترون التكافؤ الموجود في الهيدروجين هو 1 .
يمكنك أن ترى أن إلكترون تكافؤ واحد فقط موجود في ذرة الهيدروجين كما هو موضح في الصورة أعلاه.
→ إلكترونات التكافؤ المعطاة من ذرة الأكسجين:
الأكسجين هو عنصر في المجموعة 16 من الجدول الدوري. [2] وبالتالي فإن إلكترونات التكافؤ الموجودة في الأكسجين هي 6 .
يمكنك رؤية إلكترونات التكافؤ الستة الموجودة في ذرة الأكسجين كما هو موضح في الصورة أعلاه.
لذا،
إجمالي إلكترونات التكافؤ في أيون H3O+ = إلكترونات التكافؤ الممنوحة من 3 ذرات هيدروجين + إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرة أكسجين واحدة – 1 (بسبب +5 شحنة) = 1(3) + 6 – 1 = 8 .
الخطوة 2: حدد الذرة المركزية
لاختيار الذرة المركزية، يجب أن نتذكر أن الذرة الأقل سالبية كهربية تبقى في المركز.
(تذكر: إذا كان الهيدروجين موجودًا في الجزيء المحدد، ضع الهيدروجين دائمًا في الخارج).
الآن هنا الأيون المعطى هو H3O+ أيون ويحتوي على ذرات هيدروجين (H) وذرة أكسجين (O).
يمكنك رؤية قيم السالبية الكهربية لذرة الهيدروجين (H) وذرة الأكسجين (O) في الجدول الدوري أعلاه.
إذا قارنا قيم السالبية الكهربية للهيدروجين (H) والأكسجين (O)، فإن ذرة الهيدروجين أقل سالبية كهربية . ولكن وفقا للقاعدة علينا أن نحتفظ بالهيدروجين بالخارج.
هنا، ذرة الأكسجين (O) هي الذرة المركزية وذرات الهيدروجين (H) هي الذرات الخارجية.
الخطوة 3: قم بتوصيل كل ذرة عن طريق وضع زوج من الإلكترونات بينهما
الآن، في جزيء H3O، تحتاج إلى وضع أزواج الإلكترونات بين ذرة الأكسجين (O) وذرات الهيدروجين (H).
يشير هذا إلى أن الأكسجين (O) والهيدروجين (H) مرتبطان كيميائيًا ببعضهما البعض في جزيء H3O.
الخطوة 4: جعل الذرات الخارجية مستقرة. ضع زوج إلكترون التكافؤ المتبقي على الذرة المركزية.
في هذه الخطوة تحتاج إلى التحقق من استقرار الذرات الخارجية.
هنا في رسم جزيء H3O يمكنك أن ترى أن الذرات الخارجية هي ذرات هيدروجين.
تشكل ذرات الهيدروجين الخارجية ثنائيًا وبالتالي فهي مستقرة.
بالإضافة إلى ذلك، في الخطوة 1، قمنا بحساب العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ الموجودة في أيون H3O+.
يحتوي أيون H3O+ على إجمالي 8 إلكترونات تكافؤ ومن بينها، يتم استخدام 6 إلكترونات تكافؤ فقط في الرسم البياني أعلاه.
إذن عدد الإلكترونات المتبقية = 8 – 6 = 2 .
تحتاج إلى وضع هذين الإلكترونين على ذرة الأكسجين المركزية في الرسم البياني أعلاه لجزيء H3O.
والآن دعنا ننتقل إلى الخطوة التالية.
الخطوة 5: التحقق من الثماني على الذرة المركزية
في هذه الخطوة، تحتاج إلى التحقق مما إذا كانت ذرة الأكسجين المركزية (O) مستقرة أم لا.
من أجل التحقق من استقرار ذرة الأكسجين المركزية (O)، نحتاج إلى التحقق مما إذا كانت تشكل ثمانيًا أم لا.
يمكنك أن ترى في الصورة أعلاه أن ذرة الأكسجين تشكل ثمانيًا. وهذا يعني أنه يحتوي على 8 إلكترونات.
وبالتالي فإن ذرة الأكسجين المركزية مستقرة.
الآن دعنا ننتقل إلى الخطوة الأخيرة للتحقق مما إذا كانت بنية لويس لـ H3O مستقرة أم لا.
الخطوة 6: التحقق من استقرار هيكل لويس
لقد وصلت الآن إلى الخطوة الأخيرة التي تحتاج فيها إلى التحقق من استقرار بنية لويس لـ H3O.
يمكن التحقق من استقرار بنية لويس باستخدام مفهوم الشحن الرسمي .
باختصار، يجب علينا الآن إيجاد الشحنة الرسمية لذرات الأكسجين (O) وكذلك لذرات الهيدروجين (H) الموجودة في جزيء H3O.
لحساب الضريبة الرسمية، يجب عليك استخدام الصيغة التالية:
الشحنة الرسمية = إلكترونات التكافؤ – (الإلكترونات الرابطة)/2 – الإلكترونات غير الرابطة
يمكنك رؤية عدد الإلكترونات الرابطة والإلكترونات غير الرابطة لكل ذرة من جزيء H3O في الصورة أدناه.
لذرة الهيدروجين (H):
إلكترون التكافؤ = 1 (لأن الهيدروجين موجود في المجموعة 1)
إلكترونات الرابطة = 2
الإلكترونات غير الرابطة = 0
لذرة الأكسجين (O):
إلكترونات التكافؤ = 6 (لأن الأكسجين موجود في المجموعة 16)
إلكترونات الرابطة = 6
الإلكترونات غير الرابطة = 2
| اتهام رسمي | = | إلكترونات التكافؤ | – | (الإلكترونات الملزمة)/2 | – | الإلكترونات غير الرابطة | ||
| ح | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| أوه | = | 6 | – | 6/2 | – | 2 | = | +1 |
من حسابات الشحنة الرسمية أعلاه، يمكنك أن ترى أن ذرة الأكسجين (O) لها شحنة +1 وأن ذرات الهيدروجين لها شحنة 0 .
لذلك دعونا نحتفظ بهذه الشحنات على ذرات جزيء H3O.
تظهر الصورة أدناه هذه الشحنة الإجمالية +1 على جزيء H3O.
في بنية لويس النقطية المذكورة أعلاه لأيون H3O+، يمكنك أيضًا تمثيل كل زوج من إلكترونات الترابط (:) كرابطة واحدة (|). سيعطيك القيام بذلك بنية لويس التالية لأيون H3O+.
أتمنى أن تكون قد فهمت جميع الخطوات المذكورة أعلاه تمامًا.
لمزيد من التدريب والفهم الأفضل، يمكنك تجربة هياكل لويس الأخرى المدرجة أدناه.
جرب (أو على الأقل شاهد) هياكل لويس هذه لفهم أفضل: