لقد رأيت الصورة أعلاه بالفعل، أليس كذلك؟
اسمحوا لي أن أشرح بإيجاز الصورة أعلاه.
يحتوي هيكل لويس CN- (أيون السيانيد) على ذرة كربون (C) وذرة نيتروجين (N) تحتوي على رابطة ثلاثية بينهما. يوجد زوج وحيد من ذرة الكربون (C) بالإضافة إلى ذرة النيتروجين (N). توجد شحنة رسمية -1 على ذرة الكربون (C).
إذا لم تفهم أي شيء من الصورة أعلاه لبنية لويس CN- (أيون السيانيد)، فابق معي وستحصل على شرح تفصيلي خطوة بخطوة حول رسم بنية لويس لـ CN- أيون .
لذلك دعونا ننتقل إلى خطوات رسم بنية لويس للأيون CN-.
خطوات رسم هيكل CN-Lewis
الخطوة 1: أوجد العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في أيون CN
من أجل العثور على العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في CN- (أيون السيانيد)، تحتاج أولاً إلى معرفة إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة الكربون الواحدة وكذلك في ذرة النيتروجين.
(إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي لأي ذرة).
سأخبرك هنا بكيفية العثور بسهولة على إلكترونات التكافؤ للكربون وكذلك النيتروجين باستخدام الجدول الدوري .
إجمالي إلكترونات التكافؤ في أيون CN
→ إلكترونات التكافؤ المعطاة من ذرة الكربون:
الكربون هو أحد عناصر المجموعة 14 من الجدول الدوري. [1] وبالتالي فإن إلكترونات التكافؤ الموجودة في الكربون هي 4 .
يمكنك رؤية إلكترونات التكافؤ الأربعة الموجودة في ذرة الكربون كما هو موضح في الصورة أعلاه.
→ إلكترونات التكافؤ المعطاة من ذرة النيتروجين:
النيتروجين عنصر في المجموعة 15 من الجدول الدوري. [2] ولذلك فإن إلكترونات التكافؤ الموجودة في النيتروجين هي 5 .
يمكنك رؤية إلكترونات التكافؤ الخمسة الموجودة في ذرة النيتروجين كما هو موضح في الصورة أعلاه.
لذا،
إجمالي إلكترونات التكافؤ في أيون CN = إلكترونات التكافؤ المتبرع بها من ذرة كربون واحدة + إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرة نيتروجين واحدة + 1 إلكترون إضافي يضاف بسبب شحنة سالبة واحدة = 4 + 5 + 1 = 10 .
الخطوة 2: حدد الذرة المركزية
لاختيار الذرة المركزية، يجب أن نتذكر أن الذرة الأقل سالبية كهربية تبقى في المركز.
الآن هنا الأيون المعطى هو CN-ion. إنها تحتوي على ذرتين فقط، لذا يمكنك اختيار أي منهما لتكون الذرة المركزية.
لنفترض أن ذرة الكربون هي ذرة مركزية.
(يجب أن تعتبر الذرة الأقل سالبية كهربية هي الذرة المركزية).
الخطوة 3: قم بتوصيل كل ذرة عن طريق وضع زوج من الإلكترونات بينهما
الآن، في جزيء C N، تحتاج إلى وضع أزواج الإلكترونات بين ذرة الكربون (C) وذرة النيتروجين (N).
يشير هذا إلى أن ذرة الكربون (C) وذرة النيتروجين (N) مرتبطتان كيميائيًا ببعضهما البعض في جزيء C N.
الخطوة 4: جعل الذرات الخارجية مستقرة. ضع زوج إلكترون التكافؤ المتبقي على الذرة المركزية.
في هذه الخطوة تحتاج إلى التحقق من استقرار الذرة الخارجية.
هنا في الرسم البياني لجزيء C N، افترضنا أن ذرة الكربون هي الذرة المركزية. وبالتالي فإن النيتروجين هو الذرة الخارجية.
ولذلك يجب علينا أن نجعل ذرة النيتروجين مستقرة.
يمكنك أن ترى في الصورة أدناه أن ذرة النيتروجين تشكل ثمانيًا ، وبالتالي فهي مستقرة.
بالإضافة إلى ذلك، في الخطوة 1، قمنا بحساب العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ الموجودة في أيون CN.
يحتوي أيون CN على إجمالي 10 إلكترونات تكافؤ ، ومن بينها، يتم استخدام 8 إلكترونات تكافؤ فقط في الرسم البياني أعلاه.
إذن عدد الإلكترونات المتبقية = 10 – 8 = 2 .
تحتاج إلى وضع هذين الإلكترونين على ذرة الكربون في الرسم البياني أعلاه لجزيء C N.
والآن دعنا ننتقل إلى الخطوة التالية.
الخطوة 5: التحقق من الثماني على الذرة المركزية. إذا لم يكن لديه ثماني بتات، قم بتحريك الزوج الوحيد لتكوين رابطة مزدوجة أو رابطة ثلاثية.
في هذه الخطوة، عليك التحقق مما إذا كانت ذرة الكربون المركزية (C) مستقرة أم لا.
ومن أجل التحقق من استقرار ذرة الكربون (C)، يجب علينا التحقق مما إذا كانت تشكل ثمانيًا أم لا.
ولسوء الحظ، فإن ذرة الكربون هذه لا تشكل ثمانيًا هنا. يحتوي الكربون على 4 إلكترونات فقط وهو غير مستقر.
الآن، لجعل ذرة الكربون هذه مستقرة، تحتاج إلى تحريك زوج الإلكترونات من ذرة النيتروجين.
ولكن بعد تحريك زوج من الإلكترونات، تظل ذرة الكربون لا تشكل ثمانيًا لأنها تحتوي على 6 إلكترونات فقط.
مرة أخرى، علينا نقل زوج إضافي من الإلكترونات من ذرة النيتروجين.
وبعد تحريك هذا الزوج من الإلكترونات، ستحصل ذرة الكربون على إلكترونين إضافيين، وبالتالي يصبح مجموع إلكتروناتها 8.
يمكنك أن ترى في الصورة أعلاه أن ذرة الكربون تشكل ثمانيًا لأنها تحتوي على 8 إلكترونات.
الآن دعنا ننتقل إلى الخطوة الأخيرة للتحقق مما إذا كانت بنية لويس المذكورة أعلاه مستقرة أم لا.
الخطوة 6: التحقق من استقرار هيكل لويس
لقد وصلت الآن إلى الخطوة الأخيرة التي تحتاج فيها إلى التحقق من استقرار هيكل CN Lewis.
يمكن التحقق من استقرار بنية لويس باستخدام مفهوم الشحن الرسمي .
باختصار، يجب علينا الآن إيجاد الشحنة الرسمية لذرة الكربون (C) وكذلك ذرة النيتروجين (N) الموجودة في جزيء C N.
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 C N في الصورة أدناه.
بالنسبة لذرة الكربون (C):
إلكترونات التكافؤ = 4 (لأن الكربون موجود في المجموعة 14)
إلكترونات الرابطة = 6
الإلكترونات غير الرابطة = 2
بالنسبة لذرة النيتروجين (N):
إلكترونات التكافؤ = 5 (لأن النيتروجين موجود في المجموعة 15)
إلكترونات الرابطة = 6
الإلكترونات غير الرابطة = 2
| اتهام رسمي | = | إلكترونات التكافؤ | – | (الإلكترونات الملزمة)/2 | – | الإلكترونات غير الرابطة | ||
| ضد | = | 4 | – | 6/2 | – | 2 | = | -1 |
| لا | = | 5 | – | 6/2 | – | 2 | = | 0 |
من حسابات الشحنة الرسمية أعلاه، يمكنك أن ترى أن شحنة ذرة الكربون (C) تبلغ -1 وأن شحنة ذرة النيتروجين (N) تبلغ 0 .
لذلك دعونا نحتفظ بهذه الشحنات على الذرات المعنية في جزيء C N.
تظهر هذه الشحنة الإجمالية -1 على جزيء C N في الصورة أدناه.
في بنية لويس النقطية المذكورة أعلاه لأيون CN، يمكنك أيضًا تمثيل كل زوج من إلكترونات الترابط (:) كرابطة واحدة (|). من خلال القيام بذلك سوف تحصل على بنية لويس التالية من CN-ion.
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: