نظرية تنافر أزواج إلكترونات غلاف التكافؤ




نظرية تنافر أزواج إلكترونات غلاف التكافؤ

Valence Shell Electron-Pair

تفترض هذه النظرية أن الذرات تتخذ ترتيباً فراغياً حول الذرة المركزية اعتماداً على أزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة في غلاف التكافؤ للذرة.

 

نظرية تنافر أزواج إلكترونات غلاف التكافؤ: نظرية تفترض أن أزواج الإلكترونات تتخذ ترتيباً فراغياً حول الذرة المركزية، يقلل التنافر بين أزواج الإلكترونات إلى حدّه الأدنى، وهذا يشمل أزواج الإلكترونات الرابطة وغير الرابطة في غلاف التكافؤ للذرة، ويكون التنافر أقل ما يمكن عندما تكون الزاوية بين أزواج الإلكترونات أكبر ما يمكن، فيصبح الجزيء أكثر استقراراً.

 

أشكال الجزيئات:

الجزيئات التي تحمل الصيغة العامة AB2

لهذه الجزيئات احتمالان:

أولاً: خطي

إذا ارتبطت الذرة المركزية بذرتين بشرط أن لا تحتوي الذرة المركزية على أزواج من الإلكترونات غير الرابطة، وتكون قيمة الزاوية بين الروابط 180ه.

مثال:

جزيء BeH2

4Be: 1s2 2s2

يشير التوزيع الإلكتروني لذرة البريليوم أنها غلافها الرئيس الأخير يحتوي على إلكترونين، لذا فهي تشارك بهما مع ذرتي هيدروجين لتكوين رابطتين تساهميتين، ولا يتبقى لديها أزواج غير رابطة من الإلكترونات، فيكون شكل الجزيء خطي.

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.

الجزيئات التي تحمل الصيغة العامة AB3

لهذه الجزيئات احتمالان:

أولاً: مثلث مسطح

إذا ارتبطت الذرة المركزية بثلاث ذرات بشرط أن لا تحتوي الذرة المركزية على أزواج من الإلكترونات غير الرابطة، وتكون قيمة الزاوية بين الروابط 120ه.    

مثال:

جزيء BH3

5B: 1s2 2s2 2p1

يشير التوزيع الإلكتروني لذرة البورون أن غلافها الرئيس الأخير يحتوي على (3) إلكترونات، لذا فهي تشارك بها مع (3) ذرات هيدروجين لتكوين (3) روابط تساهمية، ولا يتبقى لديها أزواج غير رابطة من الإلكترونات، فيكون شكل الجزيء مثلث مسطح.

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.

الجزيئات التي تحمل الصيغة العامة AB4

رباعي الأوجه منتظم:

إذا ارتبطت الذرة المركزية بأربع ذرات، ولا تحتوي الذرة المركزية على أزواج من الإلكترونات غير الرابطة، وتكون قيمة الزاوية بين الروابط 109,5ه.                   

          

مثال:

جزيء الميثان CH4

6C: 1s2 2s2 2p2

يشير التوزيع الإلكتروني لذرة الكربون أن غلافها الرئيس الأخير يحتوي على (4) إلكترونات، لذا فهي تشارك بها مع (4) ذرات هيدروجين لتكوين (4) روابط تساهمية، ولا يتبقى لديها أزواج غير رابطة من الإلكترونات، فيكون شكل الجزيء رباعي الأوجه منتظم.

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


التاريخ : 20 / 12 / 2018

التعليقات

عذرا يجب عليك تسجيل الدخول الى الموقع لكي تتمكن من اضافة تعليق