لقد رأيت الصورة أعلاه بالفعل، أليس كذلك؟
اسمحوا لي أن أشرح بإيجاز الصورة أعلاه.
يحتوي هيكل لويس لـ HNO3 (حمض النيتريك) على ذرة نيتروجين (N) في المركز محاطة بذرتي أكسجين (O) ومجموعة OH. هناك رابطة مزدوجة واحدة بين ذرة النيتروجين (N) وذرة الأكسجين (O) وبقية الذرات الأخرى لها رابطة واحدة.
إذا لم تفهم أي شيء من الصورة أعلاه لبنية لويس لـ HNO3 (حمض النيتريك)، فابق معي وستحصل على شرح مفصل خطوة بخطوة حول رسم بنية لويس لـ HNO3 .
لذلك دعونا ننتقل إلى خطوات رسم بنية لويس لـ HNO3.
خطوات رسم هيكل HNO3 لويس
الخطوة 1: أوجد العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في جزيء HNO3
من أجل العثور على العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في جزيء HNO3، عليك أولا معرفة إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة الهيدروجين ، ذرة النيتروجين وكذلك ذرة الأكسجين.
(إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي لأي ذرة).
سأخبرك هنا بكيفية العثور بسهولة على إلكترونات التكافؤ للهيدروجين والنيتروجين وكذلك الأكسجين باستخدام الجدول الدوري .
إجمالي إلكترونات التكافؤ في جزيء HNO3
→ 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 النيتروجين:
النيتروجين عنصر في المجموعة 15 من الجدول الدوري. [2] وبالتالي فإن إلكترونات التكافؤ الموجودة في النيتروجين هي 5 .
يمكنك رؤية إلكترونات التكافؤ الخمسة الموجودة في ذرة النيتروجين كما هو موضح في الصورة أعلاه.
→ إلكترونات التكافؤ المعطاة من ذرة الأكسجين:
الأكسجين هو عنصر في المجموعة 16 من الجدول الدوري. [3] ولذلك فإن إلكترونات التكافؤ الموجودة في الأكسجين هي 6 .
يمكنك رؤية إلكترونات التكافؤ الستة الموجودة في ذرة الأكسجين كما هو موضح في الصورة أعلاه.
لذا،
مجموع إلكترونات التكافؤ في جزيء HNO3 = إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرة هيدروجين واحدة + إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرة نيتروجين واحدة + إلكترونات التكافؤ الممنوحة من 3 ذرات أكسجين = 1 + 5 + 6(3) = 24 .
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 HNO3 (حمض النيتريك) ويحتوي على ذرة الهيدروجين (H)، وذرة النيتروجين (N) وذرات الأكسجين (O).
لذا، وفقًا للقاعدة، علينا إبقاء الهيدروجين خارجًا.
يمكنك الآن رؤية قيم السالبية الكهربية لذرة النيتروجين (N) وذرة الأكسجين (O) في الجدول الدوري أعلاه.
إذا قارنا قيم السالبية الكهربية للنيتروجين (N) والأكسجين (O)، فإن ذرة النيتروجين تكون أقل سالبية كهربية .
هنا، ذرة النيتروجين (N) هي الذرة المركزية وذرات الأكسجين (O) هي الذرة الخارجية.
الخطوة 3: قم بتوصيل كل ذرة عن طريق وضع زوج من الإلكترونات بينهما
الآن، في جزيء HNO3، تحتاج إلى وضع أزواج الإلكترونات بين ذرات الأكسجين (O) والهيدروجين (H) وبين ذرات الأكسجين (O) والنيتروجين (N).
يشير هذا إلى أن هذه الذرات مرتبطة كيميائيًا ببعضها البعض في جزيء HNO3.
الخطوة 4: جعل الذرات الخارجية مستقرة
في هذه الخطوة تحتاج إلى التحقق من استقرار الذرات الخارجية.
هنا في الرسم التخطيطي لجزيء HNO3 يمكنك أن ترى أن الذرات الخارجية هي ذرات الهيدروجين والأكسجين.
تشكل ذرات الهيدروجين والأكسجين ثنائيًا وثمانيًا على التوالي، وبالتالي فهي مستقرة.
بالإضافة إلى ذلك، في الخطوة 1، قمنا بحساب العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ الموجودة في جزيء HNO3.
يحتوي جزيء HNO3 على إجمالي 24 إلكترونًا تكافؤًا ، ويتم استخدام كل إلكترونات التكافؤ هذه في الرسم البياني أعلاه لـ HNO3.
وبالتالي لا يوجد المزيد من أزواج الإلكترونات التي يمكن الاحتفاظ بها في ذرة النيتروجين 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، تحتاج إلى التحقق مما إذا كانت ذرة النيتروجين المركزية (N) مستقرة أم لا.
من أجل التحقق من استقرار ذرة النيتروجين المركزية (N)، نحتاج إلى التحقق مما إذا كانت تشكل ثمانيًا أم لا.
ولسوء الحظ، فإن ذرة النيتروجين لا تشكل ثمانيًا هنا. يحتوي النيتروجين على 6 إلكترونات فقط وهو غير مستقر.
الآن لجعل ذرة النيتروجين هذه مستقرة، تحتاج إلى تحويل زوج الإلكترونات لذرة الأكسجين الخارجية بحيث يمكن أن تحتوي ذرة النيتروجين على 8 إلكترونات (أي ثماني واحد).
بعد تحريك هذا الزوج من الإلكترونات، ستستقبل ذرة النيتروجين المركزية إلكترونين إضافيين، وبالتالي يصبح إجمالي إلكتروناتها 8.
يمكنك أن ترى في الصورة أعلاه أن ذرة النيتروجين 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 بنية لويس لـ HNO3.
يمكن التحقق من استقرار بنية لويس باستخدام مفهوم الشحن الرسمي .
باختصار، نحتاج الآن إلى إيجاد الشحنة الرسمية لذرات الهيدروجين (H)، والنيتروجين (N)، والأكسجين (O) الموجودة في جزيء HNO3.
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 HNO3 في الصورة أدناه.
لذرة الهيدروجين (H):
إلكترون التكافؤ = 1 (لأن الهيدروجين موجود في المجموعة 1)
إلكترونات الرابطة = 2
الإلكترونات غير الرابطة = 0
بالنسبة لذرة النيتروجين (N):
إلكترونات التكافؤ = 5 (لأن النيتروجين موجود في المجموعة 15)
إلكترونات الرابطة = 8
الإلكترونات غير الرابطة = 0
بالنسبة لذرة الأكسجين مزدوجة الرابطة (O):
إلكترونات التكافؤ = 6 (لأن الأكسجين موجود في المجموعة 16)
إلكترونات الرابطة = 4
الإلكترونات غير الرابطة = 4
بالنسبة لذرة الأكسجين أحادية الرابطة اليسرى (O):
إلكترونات التكافؤ = 6 (لأن الأكسجين موجود في المجموعة 16)
إلكترونات الرابطة = 4
الإلكترونات غير الرابطة = 4
بالنسبة لذرة الأكسجين المستقيمة أحادية الرابطة:
إلكترونات التكافؤ = 6 (لأن الأكسجين موجود في المجموعة 16)
إلكترونات الرابطة = 2
الإلكترونات غير الرابطة = 6
| اتهام رسمي | = | إلكترونات التكافؤ | – | (الإلكترونات الملزمة)/2 | – | الإلكترونات غير الرابطة | ||
| ح | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| لا | = | 5 | – | 8/2 | – | 0 | = | +1 |
| يا (قفزة مزدوجة) | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
| O (رابطة واحدة، اليسار) | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
| O (رابطة واحدة، يمين) | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
من حسابات الشحنة الرسمية أعلاه، يمكنك أن ترى أن ذرة النيتروجين (N) لها شحنة +1 بينما ذرة الأكسجين أحادية الرابطة (الموجودة على الجانب الأيمن) لها شحنة -1 .
لذلك دعونا نحتفظ بهذه الشحنات على ذرات جزيء HNO3.
تم إلغاء الشحنتين +1 و -1 في المخطط أعلاه، وبنية لويس النقطية أعلاه لـ HNO3 هي بنية لويس المستقرة.
في بنية لويس النقطية أعلاه لـ HNO3، يمكنك أيضًا تمثيل كل زوج من إلكترونات الترابط (:) كرابطة واحدة (|). سيؤدي القيام بذلك إلى تكوين بنية لويس التالية لـ HNO3.
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: