لقد رأيت الصورة أعلاه بالفعل، أليس كذلك؟
اسمحوا لي أن أشرح بإيجاز الصورة أعلاه.
يحتوي هيكل CH4 Lewis على ذرة كربون (C) في المركز محاطة بأربع ذرات هيدروجين (H). هناك 4 روابط فردية بين ذرة الكربون (C) وكل ذرة هيدروجين (H).
إذا لم تفهم أي شيء من الصورة أعلاه لبنية لويس لـ CH4، فابق معي وستحصل على شرح تفصيلي خطوة بخطوة حول رسم بنية لويس لـ CH4 .
لذلك دعونا ننتقل إلى خطوات رسم بنية لويس لـ CH4.
خطوات رسم هيكل لويس CH4
الخطوة 1: أوجد العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في جزيء CH4
من أجل العثور على العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في جزيء CH4 ، عليك أولاً معرفة إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة الكربون وكذلك في ذرة الهيدروجين.
(إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي لأي ذرة).
سأخبرك هنا بكيفية العثور بسهولة على إلكترونات التكافؤ للكربون والهيدروجين باستخدام الجدول الدوري .
إجمالي إلكترونات التكافؤ في جزيء CH4
→ 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 الهيدروجين:
الهيدروجين هو عنصر المجموعة 1 في الجدول الدوري.[2] 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.
لذا،
إجمالي إلكترونات التكافؤ في جزيء CH4 = إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرة كربون واحدة + إلكترونات التكافؤ المتبرع بها من 4 ذرات هيدروجين = 4 + 1(4) = 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 الجزيء المحدد هو CH4 (الميثان) ويحتوي على ذرة الكربون (C) وذرات الهيدروجين (H).
يمكنك رؤية قيم السالبية الكهربية لذرة الكربون (C) وذرة الهيدروجين (H) في الجدول الدوري أعلاه.
إذا قارنا قيم السالبية الكهربية للكربون (C) والهيدروجين (H)، فإن ذرة الهيدروجين أقل سالبية كهربية . ولكن وفقا للقاعدة علينا أن نحتفظ بالهيدروجين بالخارج.
هنا، ذرة الكربون (C) 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 CH4 تحتاج إلى وضع أزواج الإلكترونات بين ذرة الكربون (C) وذرات الهيدروجين (H).
يشير هذا إلى أن الكربون (C) والهيدروجين (H) مرتبطان كيميائيًا ببعضهما البعض في جزيء CH4.
الخطوة 4: جعل الذرات الخارجية مستقرة
في هذه الخطوة تحتاج إلى التحقق من استقرار الذرات الخارجية.
هنا في رسم جزيء CH4 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 جزيء CH4.
يحتوي جزيء CH4 على إجمالي 8 إلكترونات تكافؤ ويتم استخدام كل إلكترونات التكافؤ هذه في الرسم البياني أعلاه لـ CH4.
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
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.
يمكنك أن ترى في الصورة أعلاه أن ذرة الكربون تشكل ثمانيًا. وهذا يعني أنه يحتوي على 8 إلكترونات.
وبالتالي فإن ذرة الكربون المركزية مستقرة.
لننتقل الآن إلى الخطوة الأخيرة للتحقق مما إذا كانت بنية لويس لـ CH4 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 CH4.
يمكن التحقق من استقرار بنية لويس باستخدام مفهوم الشحن الرسمي .
باختصار، نحتاج الآن إلى إيجاد الشحنة الرسمية لذرات الكربون (C) وكذلك ذرات الهيدروجين (H) الموجودة في جزيء CH4.
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 CH4 في الصورة أدناه.
بالنسبة لذرة الكربون (C):
إلكترونات التكافؤ = 4 (لأن الكربون موجود في المجموعة 14)
إلكترونات الرابطة = 8
الإلكترونات غير الرابطة = 0
لذرة الهيدروجين (H):
إلكترون التكافؤ = 1 (لأن الهيدروجين موجود في المجموعة 1)
إلكترونات الرابطة = 2
الإلكترونات غير الرابطة = 0
| اتهام رسمي | = | إلكترونات التكافؤ | – | (الإلكترونات الملزمة)/2 | – | الإلكترونات غير الرابطة | ||
| ضد | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| ح | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
من حسابات الشحنة الرسمية أعلاه، يمكنك أن ترى أن ذرة الكربون (C) وكذلك ذرة الهيدروجين (H) لديهما شحنة رسمية “صفر” .
يشير هذا إلى أن بنية لويس أعلاه لـ CH4 مستقرة ولم يعد هناك أي تغيير في البنية أعلاه لـ CH4.
في بنية لويس النقطية أعلاه لـ CH4، يمكنك أيضًا تمثيل كل زوج من إلكترونات الترابط (:) كرابطة واحدة (|). سيؤدي القيام بذلك إلى تكوين بنية لويس التالية لـ CH4.
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: