التراكيب الجزيئية

يقوم درس التراكيب الجزيئية على استخدام الصيغ البنائية وتراكيب لويس لتوضيح مواقع الذرات وترتيبها داخل الجزيء. الفكرة الأساسية تبين الصيغ البنائية المواقع النسبية للذرات وارتباطها معا. لرسم تركيب لويس لأي مركب تساهمي، نحدد الذرة المركزية التي غالبا ما تكون ذات جذب أقل للإلكترونات وتحيط بها ذرات جانبية، ثم نحسب العدد الكلي لإلكترونات التكافؤ ونقسمه على اثنين لمعرفة أزواج الترابط، ونوزعها بحيث تحقق الذرات القاعدة الثنائية. على سبيل المثال، في جزيء الأمونيا $NH_3$، توجد ذرة نيتروجين مركزية وثلاث ذرات هيدروجين جانبية، ويحتوي الجزيء على أربعة أزواج من الإلكترونات بين رابط وغير رابط لتحقيق الاستقرار.

الفكرة الأساسية

تبين الصيغ البنائية المواقع النسبية للذرات في الجزيء وطرائق ارتباطها معا، حيث تستعمل الرموز والروابط لبيان مواقع الذرات. ولرسم هذه التراكيب، نتبع خطوات محددة تحدد الذرة المركزية والذرات الجانبية وأزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة.

الشرح

لكي ترسم تركيب لويس لأي جزيء تساهمي، اتبع الآتي: أولا، حدد موقع الذرات بتحديد الذرة المركزية وهي التي لها أقل جذب للإلكترونات المشتركة وغالبا تكون في مركز الجزيء وتحيط بها أكبر عدد من الذرات، بينما تكون ذرات الهيدروجين دائما جانبية لأنها تشارك بإلكترون واحد وتتصل بذرة واحدة فقط. ثانيا، احسب العدد الكلي لإلكترونات التكافؤ لكل الذرات الموجودة في الجزيء. ثالثا، اقسم هذا العدد على اثنين لتحديد عدد أزواج الإلكترونات المتوافرة للربط. رابعا، ضع زوجا واحدا من الترابط بين الذرة المركزية وكل ذرة جانبية. خامسا، اطرح عدد أزواج الترابط المستخدمة من العدد الكلي لمعرفة الأزواج المتبقية، ثم وزعها كأزواج غير رابطة حول الذرات الجانبية أولا لتحقيق القاعدة الثنائية، ثم ضع أي أزواج إضافية على الذرة المركزية. سادسا، تأكد مما إذا كانت الذرة المركزية محاطة بأربعة أزواج لتحقيق القاعدة الثنائية، وإلا فحول أزواج غير رابطة إلى روابط ثنائية أو ثلاثية.

مثال محلول خطوة بخطوة

ارسم تركيب لويس لجزيء الماء $H_2O$. الخطوة الأولى: تحديد موقع الذرات. الأكسجين ذرة مركزية والهيدروجين ذرتان جانبيتان. الخطوة الثانية: حساب إلكترونات التكافؤ. ذرة أكسجين واحدة تساهم بـ 6 إلكترونات، وذرتتا هيدروجين تساهمان بـ 2 إلكترون، ليصبح المجموع 8 إلكترونات تكافؤ. الخطوة الثالثة: تحديد أزواج الترابط. اقسم 8 على 2 فينتج 4 أزواج ترابط متوافرة. الخطوة الرابعة: ضع زوجا رابطا بين الأكسجين وكل هيدروجين (استخدمنا زوجين). الخطوة الخامسة: اطرح الأزواج المستخدمة من الكلي (4 ناقص 2 يساوي زوجين باقيين)، وضع الزوجين المتبقيين على ذرة الأكسجين المركزية كأزواج غير رابطة. الخطوة السادسة: تحقّق من القاعدة الثنائية، فالأكسجين يحيط به 4 أزواج (زوجان رابطان وزوجان غير رابطين) ليحقق الاستقرار.

أخطاء شائعة

وضع ذرة الهيدروجين في مركز الجزيء، والصحيح أنها ذرة جانبية دائما لأنها لا تتصل إلا بذرة واحدة وتشارك بإلكترون واحد فقط. الخطأ في حساب إلكترونات التكافؤ الكلية للمركب أو الأيون المتعدد الذرات بنسيان إضافة أو طرح قيمة الشحنة.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ارسم تركيب لويس لجزيء الميثان $CH_4$. الإجابة: ذرة الكربون تكون في المركز ويحيط بها أربع ذرات هيدروجين جانبية بروابط أحادية، ومجموع إلكترونات التكافؤ هو 8 إلكترونات تشكل 4 أزواج ترابط. السؤال الثاني: ارسم تركيب لويس لجزيء الكلور $Cl_2$. الإجابة: الذرتان تشتركان بزوج واحد رابط بينهما، ولكل ذرة كلور ثلاثة أزواج غير رابطة لتستقر بقاعدة الثنائيات.