لقد رأيت الصورة أعلاه بالفعل، أليس كذلك؟
اسمحوا لي أن أشرح بإيجاز الصورة أعلاه.
يحتوي هيكل HCN Lewis على ذرة كربون (C) في المركز محاطة بذرة هيدروجين (H) وذرة أكسجين (O). هناك رابطة ثلاثية بين ذرات الكربون (C) والنيتروجين (N) ورابطة واحدة بين ذرات الكربون (C) والهيدروجين (H). يوجد زوج واحد حر على ذرة النيتروجين (N).
إذا لم تفهم أي شيء من الصورة أعلاه لبنية لويس لـ HCN، فابق معي وستحصل على شرح مفصل خطوة بخطوة حول رسم بنية لويس لـ HCN .
لذلك دعونا ننتقل إلى خطوات رسم بنية لويس لـ HCN.
خطوات رسم هيكل لويس HCN
الخطوة 1: أوجد العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في جزيء HCN
من أجل العثور على العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في جزيء HCN ، عليك أولاً معرفة إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة الهيدروجين وذرة الكربون وكذلك ذرة النيتروجين.
(إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي لأي ذرة).
سأخبرك هنا بكيفية العثور بسهولة على إلكترونات التكافؤ للهيدروجين والكربون وكذلك النيتروجين باستخدام الجدول الدوري .
إجمالي إلكترونات التكافؤ في جزيء HCN
→ 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 الكربون:
الكربون هو أحد عناصر المجموعة 14 من الجدول الدوري. [2] ولذلك 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. [3] 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،
مجموع إلكترونات التكافؤ في جزيء HCN = إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرة هيدروجين واحدة + إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرة كربون واحدة + إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرة نيتروجين واحدة = 1 + 4 + 5 = 10 .
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 الجزيء المحدد هو HCN ويحتوي على ذرة هيدروجين واحدة (H)، وذرة كربون واحدة (C) وذرة نيتروجين واحدة (N).
لذا، وفقًا للقاعدة، علينا إبقاء الهيدروجين خارجًا.
يمكنك الآن رؤية قيم السالبية الكهربية لذرة الكربون (C) وذرة النيتروجين (N) في الجدول الدوري أعلاه.
إذا قارنا قيم السالبية الكهربية للكربون (C) والنيتروجين (N)، فإن ذرة الكربون أقل سالبية كهربية .
هنا، ذرة الكربون (C) هي الذرة المركزية وذرة النيتروجين (N) هي الذرة الخارجية.
الخطوة 3: قم بتوصيل كل ذرة عن طريق وضع زوج من الإلكترونات بينهما
الآن، في جزيء HCN، تحتاج إلى وضع أزواج الإلكترونات بين ذرات الكربون (C) والهيدروجين (H) وبين ذرات الكربون (C) والنيتروجين (N).
يشير هذا إلى أن هذه الذرات مرتبطة كيميائيًا ببعضها البعض في جزيء HCN.
الخطوة 4: جعل الذرات الخارجية مستقرة
في هذه الخطوة تحتاج إلى التحقق من استقرار الذرات الخارجية.
هنا في رسم جزيء HCN، يمكنك أن ترى أن الذرات الخارجية هي ذرة الهيدروجين وذرة النيتروجين.
تشكل ذرات الهيدروجين والنيتروجين هذه ثنائيًا وثمانيًا على التوالي، وبالتالي فهي مستقرة.
بالإضافة إلى ذلك، في الخطوة 1، قمنا بحساب العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ الموجودة في جزيء HCN.
يحتوي جزيء HCN على إجمالي 10 إلكترونات تكافؤ ويتم استخدام كل إلكترونات التكافؤ هذه في الرسم البياني أعلاه لـ HCN.
وبالتالي لا يوجد المزيد من أزواج الإلكترونات التي يمكن الاحتفاظ بها في الذرة المركزية.
والآن دعونا 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.
من أجل التحقق من استقرار ذرة الكربون المركزية (C)، نحتاج إلى التحقق مما إذا كانت تشكل ثمانيًا أم لا.
ولسوء الحظ، فإن ذرة الكربون لا تشكل ثمانيًا هنا. يحتوي الكربون على 4 إلكترونات فقط وهو غير مستقر.
الآن، لجعل ذرة الكربون هذه مستقرة، تحتاج إلى إزاحة زوج الإلكترونات من ذرة النيتروجين الخارجية بحيث يمكن أن تحتوي ذرة الكربون على 8 إلكترونات (أي ثماني واحد).
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.
بعد تحريك هذا الزوج من الإلكترونات، ستستقبل ذرة الكربون المركزية إلكترونين إضافيين، وبالتالي يصبح إجمالي إلكتروناتها 8.
يمكنك أن ترى في الصورة أعلاه أن ذرة الكربون تشكل ثمانيًا.
وبالتالي فإن ذرة الكربون مستقرة.
الآن دعنا ننتقل إلى الخطوة الأخيرة للتحقق مما إذا كان هيكل لويس لـ HCN مستقرًا 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 HCN.
يمكن التحقق من استقرار بنية لويس باستخدام مفهوم الشحن الرسمي .
باختصار، يجب علينا الآن إيجاد الشحنة الرسمية لذرات الهيدروجين (H)، والكربون (C)، والنيتروجين (N) الموجودة في جزيء HCN.
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 HCN في الصورة أدناه.
لذرة الهيدروجين (H):
إلكترون التكافؤ = 1 (لأن الهيدروجين موجود في المجموعة 1)
إلكترونات الرابطة = 2
الإلكترونات غير الرابطة = 0
بالنسبة لذرة الكربون (C):
إلكترونات التكافؤ = 4 (لأن الكربون موجود في المجموعة 14)
إلكترونات الرابطة = 8
الإلكترونات غير الرابطة = 0
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 | ||
| ح | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| ضد | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| لا | = | 5 | – | 6/2 | – | 2 | = | 0 |
من حسابات الشحنة الرسمية أعلاه، يمكنك أن ترى أن ذرة الهيدروجين (H) وذرة الكربون (C) وكذلك ذرة النيتروجين (N) لها شحنة رسمية “صفر “ .
يشير هذا إلى أن بنية لويس المذكورة أعلاه لـ HCN مستقرة ولا يوجد أي تغيير آخر في البنية المذكورة أعلاه لـ HCN.
في بنية لويس النقطية المذكورة أعلاه لـ HCN، يمكنك أيضًا تمثيل كل زوج من إلكترونات الترابط (:) كرابطة واحدة (|). سيؤدي القيام بذلك إلى تكوين بنية لويس التالية لـ HCN.
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: