لقد رأيت الصورة أعلاه بالفعل، أليس كذلك؟
اسمحوا لي أن أشرح بإيجاز الصورة أعلاه.
يحتوي هيكل لويس N3- (أيون الأزيد) على ثلاث ذرات نيتروجين (N). هناك رابطتان مزدوجتان بين كل ذرة نيتروجين (N). هناك زوجان وحيدان على ذرتي النيتروجين الخارجيتين. توجد شحنة رسمية -1 على إحدى ذرات النيتروجين الخارجية (N).
إذا لم تفهم أي شيء من الصورة أعلاه لبنية لويس N3- (أيون الأزيد)، فابق معي وستحصل على شرح تفصيلي خطوة بخطوة حول رسم بنية لويس لأيون N3- .
لذلك دعونا ننتقل إلى خطوات رسم بنية لويس للأيون N3.
خطوات رسم تركيب لويس N3
الخطوة 1: أوجد إجمالي عدد إلكترونات التكافؤ في أيون N3
من أجل العثور على العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في أيون N3 (أيون الأزيد)، تحتاج أولاً إلى معرفة إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة نيتروجين واحدة.
(إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي لأي ذرة).
سأخبرك هنا بكيفية العثور بسهولة على إلكترونات التكافؤ للنيتروجين باستخدام الجدول الدوري .
إجمالي إلكترونات التكافؤ في أيون N3
→ إلكترونات التكافؤ المعطاة من ذرة النيتروجين:
النيتروجين عنصر في المجموعة 15 من الجدول الدوري. [1] 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 N3 = إلكترونات التكافؤ التي تبرعت بها 3 ذرات نيتروجين + 1 إلكترون إضافي يضاف بسبب 1 شحنة سالبة = 5(3) + 1 = 16 .
الخطوة 2: حدد الذرة المركزية
لاختيار الذرة المركزية، يجب أن نتذكر أن الذرة الأقل سالبية كهربية تبقى في المركز.
الآن هنا الجزيء المعطى هو N3. الذرات الثلاث متطابقة، لذا يمكنك اختيار أي من الذرات لتكون الذرة المركزية.
الخطوة 3: قم بتوصيل كل ذرة عن طريق وضع زوج من الإلكترونات بينهما
الآن، في جزيء N3، تحتاج إلى وضع أزواج الإلكترونات بين ذرات النيتروجين الثلاثة (N).
يشير هذا إلى أن ذرات النيتروجين (N) الثلاث مرتبطة كيميائيًا ببعضها البعض في جزيء N3.
الخطوة 4: جعل الذرات الخارجية مستقرة
في هذه الخطوة تحتاج إلى التحقق من استقرار الذرات الخارجية.
هنا في الرسم التخطيطي لجزيء N3 يمكنك أن ترى أن الذرات الخارجية هي ذرات نيتروجين فقط.
تشكل ذرات النيتروجين الخارجية هذه ثمانيًا وبالتالي فهي مستقرة.
بالإضافة إلى ذلك، في الخطوة 1، قمنا بحساب العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ الموجودة في أيون N3-.
يحتوي أيون N3- على إجمالي 16 إلكترونًا تكافؤًا ، ويتم استخدام جميع إلكترونات التكافؤ هذه في الرسم البياني أعلاه.
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، 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 المركزية لا تشكل ثمانيًا هنا. يحتوي النيتروجين على 4 إلكترونات فقط وهو غير مستقر.
الآن، لجعل ذرة النيتروجين هذه مستقرة، تحتاج إلى إزاحة زوج الإلكترونات من ذرة النيتروجين الخارجية بحيث يمكن أن تحتوي ذرة النيتروجين المركزية على 8 إلكترونات (أي ثماني واحد).
ولكن بعد تحريك زوج من الإلكترونات، تظل ذرة النيتروجين المركزية لا تشكل ثمانيًا لأنها تحتوي على 6 إلكترونات فقط.
مرة أخرى، علينا نقل زوج إضافي من الإلكترونات من ذرة النيتروجين الأخرى.
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 المركزية تشكل ثمانيًا.
وبالتالي فإن ذرة النيتروجين هذه مستقرة.
لننتقل الآن إلى الخطوة الأخيرة للتحقق مما إذا كانت بنية لويس لـ N3 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 N3.
يمكن التحقق من استقرار بنية لويس باستخدام مفهوم الشحن الرسمي .
باختصار، نحتاج الآن إلى إيجاد الشحنة الرسمية لجميع ذرات النيتروجين (N) الموجودة في جزيء N3.
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 N3 في الصورة أدناه.
بالنسبة لذرة النيتروجين المركزية (N):
إلكترونات التكافؤ = 5 (لأن النيتروجين موجود في المجموعة 15)
إلكترونات الرابطة = 8
الإلكترونات غير الرابطة = 0
بالنسبة لذرات النيتروجين (N) الخارجية:
إلكترونات التكافؤ = 5 (لأن النيتروجين موجود في المجموعة 15)
إلكترونات الرابطة = 4
الإلكترونات غير الرابطة = 4
| اتهام رسمي | = | إلكترونات التكافؤ | – | (الإلكترونات الملزمة)/2 | – | الإلكترونات غير الرابطة | ||
| ن (وسط) | = | 5 | – | 8/2 | – | 0 | = | +1 |
| ن (الخارجي) | = | 5 | – | 4/2 | – | 4 | = | -1 |
من حسابات الشحنة الرسمية أعلاه، يمكنك أن ترى أن ذرة النيتروجين المركزية (N) لها شحنة -1 وأن ذرات النيتروجين الخارجية لها شحنة -1 .
لذلك دعونا نحتفظ بهذه الشحنات على ذرات جزيء N3.
يتم إلغاء الشحنتين +1 و -1 في الرسم البياني أعلاه وتبقى الشحنة -1 الوحيدة في الرسم البياني أعلاه، مما يؤدي إلى شحنة رسمية -1 على جزيء N3.
تظهر هذه الشحنة الإجمالية -1 على جزيء N3 في الصورة أدناه.
في بنية لويس النقطية أعلاه لأيون N3، يمكنك أيضًا تمثيل كل زوج من إلكترونات الترابط (:) كرابطة واحدة (|). سيعطيك القيام بذلك بنية لويس التالية لأيون N3.
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: