البنية والترابط: دليل دراسة

الأفكار الأساسية

يكوّن الكربون أربع روابط، وطريقة مزج مداراته تحدد شكل الجزيء. يصف التهجين والروابط سيغما وباي ودرجة عدم التشبع البنية الكامنة وراء الصيغة.

• كربون sp³ له أربع روابط سيغما وشكله رباعي الأوجه (109.5°)، وsp² له رابطة مزدوجة وشكله مثلثي مستو (120°)، وsp له رابطة ثلاثية وشكله خطي (180°).
• الرابطة الأحادية رابطة سيغما واحدة. والمزدوجة سيغما وباي، والثلاثية سيغما واحدة وباي اثنتان.
• تحسب درجة عدم التشبع DoU = (2C + 2 + N − H − X) ÷ 2 الحلقات مع روابط باي.
• للمتشاكلات الصيغة الجزيئية نفسها لكن بنيتها مختلفة. المركز الفراغي كربون يحمل أربع مجموعات مختلفة.

المعادلات الأساسية

• DoU = (2C + 2 + N − H − X) ÷ 2
• single bond = 1σ
• double bond = 1σ + 1π
• triple bond = 1σ + 2π

مثال محلول

لـ C₆H₆ يكون DoU = (2 × 6 + 2 − 6) ÷ 2 = 4: حلقة واحدة وثلاث C=C كما في البنزين. ولـ CH₂=CH–C≡CH احسب روابط C–H (4) ثم C=C (1σ + 1π) وC–C (1σ) وC≡C (1σ + 2π). يعطي ذلك 7 روابط سيغما و3 روابط باي، والكربونات sp² وsp² وsp وsp.

أخطاء شائعة

• عدّ الرابطة المزدوجة رابطتي سيغما. هي سيغما واحدة وباي واحدة.
• نسيان عدّ روابط C–H عند جمع روابط سيغما.
• الخطأ في عدّ الهالوجينات في صيغة DoU. تُعدّ كالهيدروجين ويُهمل الأكسجين.

تدرّب

اختبر نفسك بأسئلة تدريبية في هذا الموضوع: البنية والترابط