حمّل تطبيق منهاجي الجديد

منهاجي صار أسرع من خلال التطبيق

  VSPER

تنافر أزواج إلكترونات مستوى التكافؤ

Valence Shell Electrons Pair Repulsion (VSEPR)

اقترح الكيميائيون نظرية تسمى اختصاراً (VSEPR)، ويمكن من خلالها التنبؤ بأشكال الجزيئيات؛ فهي تفترض أن أزواج إلكترونات التكافؤ تترتب حول كل ذرة بحيث تكون أبعد ما يمكن ليكون التنافر فيما بينها أقل ما يمكن، فيصبح الجزيء أكثر استقراراً.

تفترض النظرية وجود خمسة أشكال أساسية للجزيئات التساهمية اعتماداً على عدد أزواج الإلكترونات الرابطة، والجدول التالي يوضح تلك الأشكال:

أشكال الجزيئات:

أولاً: خطي

يكون شكل الجزيء خطي إذا ارتبطت الذرة المركزية بزوجين رابطين من الإلكترونات، وتكون قيمة الزاوية بين الروابط 180ه، وتكون الصيغة العامة للجزيء AB2 .

مثال:

جزيء BeH2

4Be: 1s2 2s2

يشير التوزيع الإلكتروني لذرة البريليوم أن مستوى التكافؤ يحتوي على إلكترونين، لذا فهي تشارك بهما مع ذرتي هيدروجين لتكوين رابطتين تساهميتين، فيكون شكل الجزيء خطي.

ثانياً: مثلث مستوٍ

يكون شكل الجزيء مثلث مستوٍ إذا ارتبطت الذرة المركزية بثلاثة أزواج رابطة من الإلكترونات، وتكون قيمة الزاوية بين الروابط 120ه، وتكون الصيغة العامة للجزيء AB3 .

مثال:

جزيء BH3

5B: 1s2 2s2 2p1

يشير التوزيع الإلكتروني لذرة البورون أن مستوى التكافؤ يحتوي على (3) إلكترونات، لذا فهي تشارك بها مع (3) ذرات هيدروجين لتكوين (3) روابط تساهمية، فيكون شكل الجزيء مثلث مستو.

ثالثاً: رباعي الأوجه منتظم

يكون شكل الجزيء رباعي الأوجه منتظم إذا ارتبطت الذرة المركزية إذا ارتبطت الذرة المركزية بأربعة أزواج من الإلكترونات الرابطة، وتكون قيمة الزاوية بين الروابط 109,5ه، وتكون الصيغة العامة للجزيء AB4 .

          

مثال:

جزيء الميثان CH4

6C: 1s2 2s2 2p2

يشير التوزيع الإلكتروني لذرة الكربون أن مستوى التكافؤ يحتوي على (4) إلكترونات، لذا فهي تشارك بها مع (4) ذرات هيدروجين لتكوين (4) روابط تساهمية، فيكون شكل الجزيء رباعي الأوجه منتظم.

ثانياً: منحنى

إذا ارتبطت الذرة المركزية بذرتين بشرط أن تحتوي الذرة المركزية على أزواج من الإلكترونات غير رابطة، وتكون قيمة الزاوية بين الروابط 104.5 ْ تقريباً.

مثال:

جزيء H2O

8O: 1s2 2s2 2p4

يشير التوزيع الإلكتروني لذرة الأكسجين أن غلافها الرئيس الأخير يحتوي على (6) إلكترونات، لذا فهي تشارك بإلكترونين مع ذرتي هيدروجين لتكوين رابطتين تساهميتين، ويتبقى لديها زوجين غير رابطين من الإلكترونات، فيكون شكل الجزيء منحني.

 

ثانياً: هرم ثلاثي

إذا ارتبطت الذرة المركزية بثلاث ذرات بشرط أن تحتوي الذرة المركزية على أزواج من الإلكترونات غير الرابطة، وتكون قيمة الزاوية بين الروابط 107,3 ْ تقريباً.                   

مثال:

جزيء الأمونيا NH3

7N: 1s2 2s2 2p3

يشير التوزيع الإلكتروني لذرة النيتروجين أن غلافها الرئيس الأخير يحتوي على (5) إلكترونات، لذا فهي تشارك بـ (3) إلكترونات مع (3) ذرات هيدروجين لتكوين (3) روابط تساهمية، ويتبقى لديها زوج غير رابط من الإلكترونات، فيكون شكل الجزيء هرم ثلاثي.

 

 

الجدول التالي يلخص أشكال الجزيئات:

صيغة الجزيء

الشكل البنائي
(الهندسي)

الزاوية التقريبية

عدد أزواج الإلكترونات غير الرابطة على الذرة A

AB2

خطي

180ه

_

منحني (زاوي)

104,5ه

زوجين

AB3

مثلث مسطح

120ه

_

هرم ثلاثي

107,3ه

زوج

AB4

رباعي الأوجه منتظم

109,5ه

_

 

سؤال (1):

مستعيناً بالجدول الدوري وتراكيب لويس، حدّد الأشكال الفراغية لكل من الجزيئات التالية:

CO2  ,  PF3  ,  H2S

 

الإجابة:

  • الشكل الهندسي لـ H2S هو منحني.
  • الشكل الهندسي لـ PF3 هو هرم ثلاثي.
  • الشكل الهندسي لـ CO2 هو خطي.

 

سؤال (2):

قارن بين الجزيئين: BF3  و  NF3 من حيث:

( العدد الذري للبورون = 5 , وللنتروجين = 7 , وللفلور = 9 )

1- الشكل البنائي.

2- قيمة الزاوية بين الروابط.

3- عدد أزواج الإلكترونات غير الرابطة على الذرة المركزية.

4- عدد أزواج الإلكترونات غير الرابطة في الجزيء.

 

الإجابة:

الرقم

BF3

NF3

1

مثلث مسطح

هرم ثلاثي

2

120

107,5

3

لا يوجد

زوج

4

9

10

 

 

سؤال (3):

قارن بين الجزيئين : BeF2 ، PF3 من حيث: (العدد الذري لـ Be = 4 ،F = 9 ،P = 15).

  1. الشكل الهندسي.
  2. الزاوية بين روابطهما.
  3. عدد أزواج الإلكترونات غير الرابطة على الذرة المركزية.
  4. عدد أزواج الإلكترونات الرابطة في كل جزيء.

 

الإجابة:

الرقم

BeF2

PF3

1

خطي

هرم ثلاثي

2

120

107,5

3

لا يوجد

زوج

4

زوجين

ثلاثة أزواج

 

سؤال (4):

يتحد كل من العنصرين: 16D , 4Q مع العنصر 9M   فيتكون جزيئين، قارن بينهما من حيث:

  1. الشكل الهندسي.
  2. مقدار الزاوية بين الروابط.
  3. عدد أزواج الإلكترونات غير الرابطة على الذرة المركرية.
  4. عدد أزواج الإلكترونات غير الرابطة في الجزيء.

 

الإجابة:

الرقم

QM2

DM2

1

منحني

خطي

2

104,5

120

3

زوجين

لا يوجد

4

8 أزواج

6 أزواج

إعداد : شبكة منهاجي التعليمية

03 / 07 / 2024

النقاشات