انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة

ماجستير 6

الكلية كلية العلوم للبنات     القسم قسم الكيمياء     المرحلة 7
أستاذ المادة محمد حامد سعيد الدهيمي       03/02/2020 18:03:02
الكيمياء اللاعضوية
ماجستير / الفصل الدراسي الاول
المحاضرة السادسة 2019/ 2020 د. محمد حامد سعيد
الاصرة التساهمية التناسقية ( التساندية) The Coordinate Bond
عرفنا ان الاصرة التساهمية تنشأ نتيجة مشاركة الالكترونات في اوربتالين من الذرتين المكونة للاصرة بغض النظر عن مصدر هذه الالكترونات من اي ذرة كانت فإذا جاء الكترون واحد من كل من اوربتالات المتشابكة ( المتداخلة ) في الذرتين ، تتكوّن اصرة تساهمية "عادية" أما اذا كان أحد الاوربتالات فارغا ، والآخر ممتلئا ، فإن كلا الإلكترونين يمكن أن يأتيا من الاوربيتال الممتلئ ، وتكوّن حين اذا اصرة تساهمية تناسقية أو " تساندية". فعندما تتحد ذرة نتروجين مع ثلاث ذرات هيدروجين لتكوين جزيئة الامونيا NH3, تكون ذرة النتروجين قد أكملت الثمانية الكترونات في غلافها الخارجي ونتيجة لذلك قد نتوقع أن أقصى عدد من الاواصر التساهمية التي يمكن ملاحظتها لذرة النتروجين هو ثلاثة . الا أن هناك أمثلة قد يُكوِّن النتروجين فيها أكثر من ثلاثة اواصر تساهمية . ففي أيون الامونيوم NH4+ الناتج من التفاعل التالي
NH3 + H+ NH4+
تكون ذرة النتروجين مرتبطة بأربع ذرات هيدروجين. تتكون الاصرة الرابعة بين ايون الهيدروجين الموجب H+ وذرة النتروجين في جزيئة الامونيا من خلال منح ذرة النتروجين للمزدوج الالكتروني ولا يساهم ايون الهيدروجين باي الكترون في هذه الاصرة بل يتقبل المزدوج الالكتروني القادم من النتروجين ( توفر الاوربتال اللازم لاستقبال المزدوج ) وبذلك تتشكل اصرة تساهمية تناسقية او تساندية حيث يتم اقتسام المزدوج الالكتروني القادم من ذرة واحدة بين الذرتين من المهم ان نذكر هنا انه بمجرد تكون الاصرة التناسقية فأنها لا تختلف عن اي اصرة تساهمية اخرى ولكن محاولة التميز بين الاصرة التساهمية العادية وبين الاصرة التساهمية التناسقية تهدف اساسا الى تتبع مصادر الالكترونات في الاصرة , وعندما نكتب تراكيب لويس باستعمال الخطوط لتمثيل المزدوجات الالكترونية يتم تمثيل الاصرة التناسقية بواسطة سهم يشير بعيدا الى الذرة المانحة وتجاه السهم نحو الذرة الذي تتقبل المزدوج الالكتروني . وبذلك نستطيع ان نتصور ان الاصرة التساهمية التناسقية في ايون الامونيوم تتكون من تداخل اوربتال 1s موجود على ايون الهيدروجين ( البروتون ) مع اوربتال ممتلئ تماما من خلال زوج الكتروني غير متاصر ( زوج وحيد ) على ذرة النتروجين في جزيئة الامونيا ويقتسم هذا الزوج من الالكترونات في منطقة تشابك ( تداخل ) الاوربتالات بمجرد تكون هذه الاصرة وهي اصرة تساهمية مكتملة تعتمد خواصها على منشئها وبتالي تكون الاواصر N-H الاربعة في ايون الامونيوم NH4+ متماثلة ويمكن تمثيلة ببساطة بالشكل التالي

وكمثال اخر لهذا النوع من الاواصر نشير الى الناتج من تفاعل ثلاثي كلوريد البورون BCl3 مع الامونيا وهو مادة تعرف بمركب اضافة addition compound لأنها ببساطة تنتج من اضافة جزيئة الى جزيئة اخرى

ولكي نبين ان زوج الالكترونات المقتسم بين ذرات N , B موجود اصلا على ذرة النتروجين يكتب تركيب لويس لمركب الاضافة الناتج من هذا التفاعل بالشكل التالي

وباستعمال هذا النوع من التدوين نكتب تركيب ايون الامونيوم NH4+ هكذا

الا ان هذه الطريقة في رسم الاواصر تعطي انطباع بان احد الاواصر بين N-H مختلفة باقي الاواصر الاخرى لكن قد اتضح تجريبيا ان جميع الاواصر N-H الاربعة المتمثلة لذلك ولتفادي انطباعات غير صحيحة يكتب ايون الامونيوم NH4+ ببساطة هكذا

الاواصر المتعددة Multiple Bonds
تتكون الاصرة التساهمية الثنائية والثلاثية عندما ينقسم زوجان او ثلاث ازواج من الالكترونات على الترتيب بين ذرتين , وكمثال على ذلك جزيئة الاثلين ethylene C2H4 والأسلتين acetylene C2H2

وتفسر الاصرة في الاثلين عادة بالطريقة التالية , فلكي تستطيع ذرة الكاربون ان تكون اواصر مع ثلاث ذرات اخرى ( ذرتا هيدروجين وذرة كاربون ) , فأنها يجب ان تستخدم مجموعة من الاوربتالات المهجنة من نوع sp2 :

تعطي عند التهجين


شكل يبين الاواصر في جزيئة الاثلين
أ‌- تداخل اوربتالات 1s من الهيدروجين مع اوربتالات sp2 المهجنة على ذرة الكربون . كما تترابط ذرتا كربون ببعضها من خلال تداخل اوربتالات مهجنة من نوع sp2 لذرتي الكاربون
ب‌- اوربتال غير مهجن من نوع p يكون عموديا على مستوى الاوربتالات المهجنة sp2
ج‌- تكون الاصرة ? من التداخل الجانبي لاوربتالات p في ذرتي الكاربون
د‌- رسم يبين كل الجزيئة
حيث يتم استخدام اوربتالين من الاوربتالات المهجنة في التداخل ( التشابك ) مع اوربتالات الهيدروجين 1s , بينما يتداخل اوربتال sp2 الثالث مع اوربتال مماثل من ذرة كاربون اخرى كما مبين في الشكل (أ) اعلاه وهذا يفسر جميع اواصر C-H وكذلك احد ازواج الالكترونات المقتسمة بين ذرتي كربون .
وبسبب الطريقة التي يتم بها تهجين اوربتالات sp2 فان لكل ذرة كاربون اوربتال ذري من نوع p غير مهجن عمودي على اوربتالات sp2 المهجنة يبرز اعلى واسفل الاوربتالات المهجنة كما في الشكل (ب) اعلاه وعندما ترتبط ذرتا كربون مع بعضهما البعض يقترب اوربتال p لكلا الذرتين من بعضهما البعض بشكل جانبي فتكون النتيجة انه بالإضافة الى الاصرة المتكونة من تداخل اوربتالات sp2 المهجنة تتكون اصرة ثانية تتركز فيها السحابة الالكترونية اعلى واسفل محور كربون – كربون ويظهر ذلك واضحا في الشكل (ج) اعلاه
وبذلك فان الاصرة الثنائية في الاثلين تتكون من نوعين مختلفين من الاواصر وللتميز بينهما يستعمل مصطلح الاصرة سيجما (-bond?) sigma bond للأصرة التي يتركز فيها الكثافة الالكترونية فيها عبر الخط الذي يصل النوى المرتبطة , فتتشابك اوربتالات sp2 لذرات الكربون المتجاورة يؤدي الى تكون الاصرة سيجما . اما الاصرة المتكونة من تداخل اوربتالات p لذرتي الكاربون التي تؤدي الى تركز الكثافة الالكترونية اسفل واعلى الخط الواصل بين ذرتي الكاربون فتسمى بالأصرة باي (?- bond) pi bond وبذلك نجد ان جزيئة الاثلين تحتوي على نوعين من الاواصر سيجما ? وباي ? نلاحظ ان زوجي الالكترونات في الاصرة الثنائية استطاعا تلافي بعضهما البعض بشغل مناطق مختلفة من الفراغ .
اما النقطة الاخير التي يجب ملاحظتها فهي ان الاواصر المتكونة من تداخل اوربتالات الهيدروجين 1s مع اوربتالات الكربون المهجة sp2 تركز الكثافة الالكترونية عبر الخط الواصل بين الذرات المرتبطة لذلك تسمى الاصرة C-H ايضا اصرة سيجما .
في حالة الأستلين ، ترتبط كل ذرة كربون مع ذرتين أخريين فقط ؛ ذرة كربون وذرة هيدروجين لذلك نحتاج اوربتالين لهذا الغرض , يستعمل زوج من اوربتالات sp المهجنة

تعطي عند التهجين

يترك هذا التهجين اوربتالين على ذرة الكربون غير مهجنين من نوع p مشغولين بالكترون واحد على كل ذرة كربون وهما متعامدان على بعضهما البعض وايضا على اوربتالات sp المهجنة .عندما ترتبط ذرتا كربون عن طريق تكوين اصرة سيجما بين اوربتالات sp المهجنة على كل ذرة كربون فان اوربتالات p يمكن ايضا ان تتشابك ( تتداخل ) لتنتج اصرتان من نوع باي تحيطان بالمحور الواصل بين نواتي ذرة الكربون كما في الشكل (أ) ادناه لذلك تتكون اصرة ثلاثية من اصرة سيجما واحدة واصرتان من نوع باي . تعطي اصرتا باي في الاستلين ( او في اي اصرة ثلاثية ) توزيعا الكترونيا كليا يكون اسطوانيا Cylinderical على محور الاصرة كما في الشكا (ب) ادناه

شكل يوضح تكون الاصرة الثلاثية في الاستلين
أ‌- اصرتا باي
ب‌- التوزيع الالكتروني الاسطواني حول محور الاصرة
مثال :- تعرف على نوع الاوربتالات المهجنة التي تستعملها الذرات في جزيئة حامض الايثانويك ( الخليك او الاسيتيك )
الرنين Resonance
من خلال دراستنا السابقة عرفنا ان هناك حالات لا نستطيع فيها رسم تركيب لويس واحد مقبول لجزيئة او ايون معين مثلا SO3 , SO2 وعرفنا ان التركيب الالكتروني الحقيقي لهذا النوع من الجزيئاتح الملفالى رنين مهجين لتركيبين او اكثر , فمثلا ثنائي اوكسيد الكربون يأخذ

ان صيغة النقاط الالكترونية كما تم رسمها توافق الى حد كبير صور الاصرة التساهمية , فكل زوج من النقاط مرسوم بين ذرتين يمثل زوج من الالكترونات منقسما قي الجزيئة التي تتداخل فيها الاوربتالات الذرية للذرات المترابطة .
عند ظهور نظرية اصرة التكافؤ كان من المعروف وجود العديد من الحالات التي لا يكفي فيها وجود اصرة تساهمية واحدة لتفسير تركيب الجزيئة . من هنا برز مفهوم الرنين ان عدم القدرة على رسم صورة واضحة واحدة لوصف الكثافة الالكترونية في تركيب الجزيئة يعتبر احد عيوب نظرية اصرة التكافؤ , بالرغم من ذلك , فان التوافق بين تركيب الاصرة التساهمية المبينة في تداخل الاوربتالات والصيغ الالكترونية النقطية يجعل مفهوم الاصرة التساهمية مفهوم مفيد جدا .

للمزيد افتح الملف المرفق

المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .