اقرأ في هذا المقال
- ما هي نظرية VSEPR؟
- افتراضات نظرية VSEPR
- حدود نظرية VSEPR
- كيف يمكن توقع أشكال الجزيئات؟
- أشكال الجزيئات
- كيف يمكن استخدام نظرية VSEPR للتنبؤ بأشكال الجزيئات؟
ما هي نظرية VSEPR؟
لا يمكن استخدام نظرية (VSEPR) للحصول على زوايا الرابطة الدقيقة بين الذرات في الجزيء.
الشكل الخطي للجزيء:
في هذا النوع من الجزيئات، نجد مكانين في غلاف التكافؤ للذرة المركزية. يجب أن يتم ترتيبها بهذه الطريقة بحيث يمكن التقليل من التنافر (الإشارة في الاتجاه المعاكس).
الشكل الثلاثي المستوي للجزيء
في هذا النوع من الجزيئات، نجد ثلاثة جزيئات مرتبطة بذرة مركزية. يتم ترتيبها بهذه الطريقة بحيث يمكن تقليل التنافر بين الإلكترونات (باتجاه زوايا مثلث متساوي الأضلاع). مثال: BF3.
شكل رباعي السطوح للجزيء
في الجزيئات ثنائية الأبعاد، تقع الذرات في نفس المستوى، وإذا وضعنا هذه الشروط على الميثان، فسنحصل على هندسة مستوية مربعة تكون فيها زاوية الرابطة بين H-C-H 900. الآن، إذا أخذنا في الاعتبار كل هذه الشروط لجزيء ثلاثي الأبعاد، فسنحصل على جزيء رباعي السطوح، حيث تكون زاوية الرابطة بين HCH 109028 (باتجاه زوايا مثلث متساوي الأضلاع) CH4.
الشكل الثلاثي ثنائي الهرم للجزيء
لنأخذ مثالاً على PF5، هنا يمكن التقليل من التنافر عن طريق التوزيع المتساوي للإلكترونات نحو زاوية الهرم المثلثي، ففي مثلث ثنائي الهرمون، توجد ثلاثة مواضع على طول خط الاستواء للجزيء. يقع الموضعان على طول محور عمودي على المستوى الاستوائي.
كيف يمكن استخدام نظرية VSEPR للتنبؤ بأشكال الجزيئات؟
تكمن قوة التنافر بين زوج وحيد وزوج من الإلكترونات الرابطة بين التنافر بين زوجين منفردين وبين زوجين من السندات. يكون ترتيب التنافر بين أزواج الإلكترونات كما يلي: زوج وحيد – زوج وحيد، زوج وحيد – زوج سندات، زوج سندات – زوج سندات.
العدد الإجمالي لأزواج الإلكترونات حول الذرة المركزية = (عدد إلكترونات التكافؤ للذرة المركزية + عدد الذرات المرتبطة بالذرة المركزية بواسطة روابط مفردة) بالنسبة للأيونات السالبة، يتم إضافة عدد الإلكترونات المساوي لوحدات الشحنة السالبة على الأيونات إلى إلكترونات التكافؤ للذرة المركزية. بالنسبة للأيونات الموجبة يتم طرح عدد الإلكترونات التي تساوي وحدات الشحنة الموجبة على الأيون من إلكترونات التكافؤ للذرة المركزية.
عدد زوج السندات= إجمالي عدد الذرات المرتبطة بالذرة المركزية بواسطة روابط مفردة. عدد الأزواج المنفردة = إجمالي عدد الإلكترون – عدد الأزواج المشتركة، حيث تتنافر أزواج الإلكترون حول الذرة المركزية بعضها البعض وتتحرك بعيدًا عن بعضها البعض بحيث لا يوجد تنافر أكبر بينهما.
ينتج عن هذا الجزيء طاقة دنيا وأقصى قدر من الاستقرار. دائمًا ما يكون شكل الجزيء الذي يحتوي على ذرتين فقط خطيًا، بالنسبة للجزيئات التي تحتوي على ثلاث ذرات أو أكثر، تسمى إحدى الذرات الذرة المركزية وترتبط الذرات الأخرى بالذرة المركزية. إذا كانت الذرة المركزية مرتبطة بذرات متشابهة ومحاطة بأزواج رابطة من الإلكترونات فقط، فإنّ التنافر بينهما يكون متشابهًا، ونتيجة لذلك يكون شكل الجزيء متماثلًا ويقال أنّ للجزيء هندسة منتظمة.
إذا كانت الذرة المركزية مرتبطة بذرات مختلفة أو كانت محاطة بزوج من الروابط بالإضافة إلى زوج وحيد من الإلكترونات، فإنّ التنافر بينهما يكون متشابهًا، ونتيجة لذلك فإنّ شكل الجزيء له هندسة غير منتظمة أو مشوهة، يعتمد الشكل الدقيق للجزيء على العدد الإجمالي لأزواج الإلكترونات الموجودة حول الذرة المركزية.
