الكيمياء فصل أول

المفاهيم والمصطلحات:

•مستوى التكافؤ Valence Shell : مستوى الطاقة الخارجيّ للذرّة.

•إلكتروناتُ التكافؤ Valence Electrons : الإلكتروناتُ الموجودة في المستوى الخارجيّ للذرّة، وتحدّد نوعَ الروابط التي تكوّنُها الذرّة.

•الرابطةُ التساهميّة Covalent Bond : قوّةُ التجاذب الناشئة بين ذرّتين نتيجة تشاركهما بزوج واحد أو أكثرَ منَ الإلكترونات.

•أزواجُ الإلكترونات الرابطة Bonding Electrons Pairs : إلكتروناتُ مستوى التكافؤ التي شاركت في تكوين الروابط.

 

•الذرّةُ المركزيّة Central atom : الذرّةُ الأقلُّ عددٌ في الجُزيء، وَتُكَوِّنُ أكثرَ من رابطة واحدة.

•أزواجُ الإلكترونات غيرِ الرابطة Non-Bonding Electrons Pairs : أزواجٌ منَ الإلكترونات تظهرُ في مستوى التكافؤ للذرّة المركزيّة لا تشاركُ في تكوين الروابط.

•الرابطةُ التناسقيّة Coordinate Bond : إحدى أنواع الروابط التساهميّة، تنشأُ نتيجة مشاركة إحدى الذرّتين بزوج مِنَ الإلكترونات، في حين تشاركُ الذرّةُ الأُخرى بفلك فارغ.

•نظريّةُ تنافرِ أزواج إلكترونات مستوى التكافؤ Valence Shell Electrons Pair Repulsion Theory (VSEPR) : نظريّةٌ يمكنُ بها التنبُّؤُ بأشكال الجُزيئات؛ فهي تفترضُ أنّ أزواج إلكترونات التكافؤ تترتّبُ حولَ كلّ ذرّة بحيث تكونُ أبعدَ ما يمكن ليكونَ التنافرُ في ما بينها أقلَّ ما يمكن.

 

* الرابطة التساهميّة تنشأُ من تشارك ذرَّتين بزوج واحد أو أكثرَ منَ الإلكترونات.

     - تشارك زوج واحد يؤدي لتكوين رابطة تساهمية أحادية.

مثال:   (CH₄)  ، (Cl – Be – Cl )  ، (NH₃)

     - تشارك زوجين يؤدي لتكوين رابطة تساهمية ثنائية.

مثال:   (O₂)  ،  (CO₂)   ، (C₂H₄)

     - تشارك ثلاث أزواج يؤدي لتكوين رابطة تساهمية ثلاثية.

مثال:  (N₂)   ،  (C₂H₂)

 

الأشكال الفراغية:

1- الشكل الخطي Linear

عند وجود زوجين منَ الإلكترونات الرابطة فإنّهما سيترتّبان على جانبي الذرّة المركزيّة ليكونَ التنافرُ بينَهُما أقلَّ ما يمكن. وتكونُ الزاوية بينهما (180˚)

أمثلة: (BeH₂)  ،  (BeCl₂)  ،  (BeF₂)

2- مثلّثً مستوِّ Trigonal Planar

في حال وجود ثلاثة أزواج منَ الإلكترونات الرابطة حولَ الذرّة المركزيّة فإنّها سوف تكونُ أبعدَ ما يمكن عندما تكونُ الزاويةُ بينها (120˚)

أمثلة: (BH₃)  ،  (BCl₃)  ،  (BF₃)

3- رباعيّ الأوجه منتظم  Tetrahedral

إذا وُجدت أربعةُ أزواج منَ الإلكترونات الرابطة حولَ الذرّة المركزيّة فإنّها تترتّبُ باتّجاه زوايا رؤوس رباعيّ الأوجه منتظمTetrahedral ، وتكونُ الزاويةُ بين الروابط (109.5˚)

أمثلة: (CH₄)  ،  (CCl₄)  ،  (CBr₄)

4- هرم ثنائيّ مثلّث Bipyramidal

وفي حال وجود خمسة أزواج منَ الإلكترونات الرابطة حولَ الذرّة المركزيّة فإنّها تتوزّعُ باتّجاه رؤوس هرم ثنائيّ مثلّث Bipyramidal، وتكونُ الزاوية بين الروابط (120˚, 90˚)

أمثلة: (IF₅)  ، (ICl₅)

5- ثمانيّ السطوح Octahedral

وإذا أُحيطت الذرّةُ المركزيّة بستة أزواج منَ الإلكترونات الرابطة فإنّها تتوزّعُ باتَجاه رؤوس ثمانيّ السطوح Octahedral ، وتكون الزاوية بين الروابط (90˚)

أمثلة: (SF₆)  ، (SCl₆)

 

* تمتلكُ الذرّاتُ المركزيّة في بعض الجزيئات أزواجًا منَ الإلكترونات غيرِ الرابطة، تتنافرُ بقوّة أكبرَ من تنافر أزواج الإلكترونات الرابطة، فتكون الزاويةُ بينها أكبرُ منَ الزاوية بين أزواج الإلكترونات الرابطة، ويمكنُ ملاحظة ذلك في كلٍّ من جزيئات الأمونيا وجزيئات الماء.

1- هَرَمًا ثلاثيًّا Pyramidal

عند وجود ثلاث أزواج منَ الإلكترونات الرابطة وزوج من الإلكترونات غير الرابطة فإن الشكل الفراغي المتكون هو هرمًا ثلاثيًا. وتكونُ الزاوية (107˚)

أمثلة: (NH₃)  ،  (NCl₃)  ،  (NBr₃)

2- مُنحنيًا  Bent

عند وجود زوجين منَ الإلكترونات الرابطة وزوجين من الإلكترونات غير الرابطة فإن الشكل الفراغي المتكون هو منحنيًا. وتكونُ الزاوية (104.5˚)

أمثلة: (H₂O)  ،  (H₂S)