لقد رأيت الصورة أعلاه بالفعل، أليس كذلك؟
اسمحوا لي أن أشرح بإيجاز الصورة أعلاه.
يحتوي هيكل لويس CH3COOH (حمض الأسيتيك) على ذرة كربون (C) في المركز محاطة بثلاث ذرات هيدروجين (H) ومجموعة COOH. هناك ثلاث روابط CH ومجموعة وظيفية واحدة COOH مرتبطة بالكربون. هناك زوجان وحيدان من ذرات الأكسجين (O).
إذا لم تفهم أي شيء من الصورة أعلاه لبنية لويس لـ CH3COOH، فابق معي وستحصل على شرح تفصيلي خطوة بخطوة حول رسم بنية لويس لـ CH3COOH (حمض الأسيتيك).
لذلك دعونا ننتقل إلى خطوات رسم بنية لويس لـ CH3COOH (حمض الأسيتيك).
خطوات رسم هيكل لويس CH3COOH
الخطوة 1: أوجد العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في جزيء CH3COOH
من أجل العثور على العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ في جزيء CH_3COOH، عليك أولاً معرفة إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة الكربون وذرة الهيدروجين وكذلك ذرة الأكسجين.
(إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي لأي ذرة).
سأخبرك هنا بكيفية العثور بسهولة على إلكترونات التكافؤ للكربون والهيدروجين وكذلك الأكسجين باستخدام الجدول الدوري .
إجمالي إلكترونات التكافؤ في جزيء CH3COOH
→ 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.
→ إلكترونات التكافؤ المعطاة من ذرة الأكسجين:
الأكسجين هو عنصر في المجموعة 16 من الجدول الدوري. [3] وبالتالي 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 CH3COOH = إلكترونات التكافؤ الممنوحة من ذرتي كربون + إلكترونات التكافؤ المتبرع بها من 4 ذرات هيدروجين + إلكترونات التكافؤ المتبرع بها من 2 ذرات أكسجين = 4(2) + 1(4) + 6(2) = 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 CH3COOH ويحتوي على ذرات الكربون (C) وذرات الهيدروجين (H) وذرات الأكسجين (O).
لذا، وفقًا للقاعدة، علينا إبقاء الهيدروجين خارجًا.
يمكنك الآن رؤية قيم السالبية الكهربية لذرة الكربون (C) وذرة الأكسجين (O) في الجدول الدوري أعلاه.
إذا قارنا قيم السالبية الكهربية للكربون (C) والأكسجين (O)، فإن ذرة الكربون أقل سالبية كهربية .
هنا، ذرات الكربون (C) هي الذرة المركزية وذرة الأكسجين (O) هي الذرة الخارجية.
وبطريقة أخرى، يمكنك أيضًا أن ترى أن ذرة الكربون محاطة بثلاث ذرات هيدروجين ومجموعة COOH.
الخطوة 3: قم بتوصيل كل ذرة عن طريق وضع زوج من الإلكترونات بينهما
الآن، في جزيء CH3COOH، تحتاج إلى وضع أزواج الإلكترونات بين ذرات الكربون (C)، والأكسجين (O)، والهيدروجين (H).
يشير هذا إلى أن هذه الذرات مرتبطة كيميائيًا ببعضها البعض في جزيء CH3COOH.
الخطوة 4: جعل الذرات الخارجية مستقرة
في هذه الخطوة تحتاج إلى التحقق من استقرار الذرات الخارجية.
هنا في الرسم التخطيطي لجزيء CH3COOH، يمكنك أن ترى أن الذرات الخارجية هي ذرات الهيدروجين وذرات الأكسجين.
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 CH3COOH.
يحتوي جزيء CH3COOH على إجمالي 24 إلكترونًا تكافؤًا ، ويتم استخدام جميع إلكترونات التكافؤ هذه في الرسم البياني أعلاه لـ CH3COOH.
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 ذرات الكربون المركزية (C) مستقرة أم لا.
من أجل التحقق من استقرار ذرات الكربون المركزية (C)، نحتاج إلى التحقق مما إذا كانت تشكل ثمانيًا أم لا.
ولسوء الحظ، فإن إحدى ذرات الكربون لا تشكل ثمانيًا هنا. يحتوي على 6 إلكترونات فقط وهو غير مستقر.
الآن، لجعل ذرة الكربون هذه مستقرة، تحتاج إلى إزاحة زوج الإلكترونات لذرة الأكسجين الخارجية بحيث يمكن أن تحتوي ذرة الكربون على 8 إلكترونات (أي ثماني واحد).
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.
لننتقل الآن إلى الخطوة الأخيرة للتحقق مما إذا كانت بنية لويس لـ CH3COOH 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 CH3COOH.
يمكن التحقق من استقرار بنية لويس باستخدام مفهوم الشحن الرسمي .
باختصار، يجب علينا الآن إيجاد الشحنة الرسمية لذرات الكربون (C)، والهيدروجين (H)، والأكسجين (O) الموجودة في جزيء CH3COOH.
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 CH3COOH 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
لذرة الأكسجين (O):
إلكترونات التكافؤ = 6 (لأن الأكسجين موجود في المجموعة 16)
إلكترونات الرابطة = 4
الإلكترونات غير الرابطة = 4
| اتهام رسمي | = | إلكترونات التكافؤ | – | (الإلكترونات الملزمة)/2 | – | الإلكترونات غير الرابطة | ||
| ضد | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| ح | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| أوه | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
من حسابات الشحنة الرسمية أعلاه، يمكنك أن ترى أن ذرات الكربون (C)، والهيدروجين (H)، وكذلك الأكسجين (O) لها شحنة رسمية “صفر” .
يشير هذا إلى أن بنية لويس أعلاه لـ CH3COOH مستقرة ولا يوجد أي تغيير آخر في البنية أعلاه لـ CH3COOH.
في بنية لويس النقطية أعلاه لـ CH3COOH، يمكنك أيضًا تمثيل كل زوج من إلكترونات الترابط (:) كرابطة واحدة (|). سيؤدي القيام بذلك إلى تكوين بنية لويس التالية لـ CH3COOH.
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: