الروابط الكيميائية وفقًا لنهج كوسيل لويس

في الكيمياء ، هناك قوة تربط الذرات في الجزيئات أو مجموعة من الأيونات في كل مركب تسمى الرابطة الكيميائية. يعد الفهم الشامل للروابط الكيميائية أمرًا مهمًا للغاية للدراسة بحيث يمكنك إتقان جميع الموضوعات الكيميائية تقريبًا مثل مركبات الكربون والبروتينات والبوليمرات والقاعدة الحمضية والطاقة الكيميائية والديناميكا الحرارية.

لذلك ، هذه المرة سنكتشف أنه يمكن وصف الروابط الكيميائية من خلال نهج كوسيل لويس. في عام 1916 ، طور الكيميائي جيلبرت نيوتن لويس مفهوم الترابط الإلكتروني المزدوج. يقول هذا المفهوم إن ذرتين يمكن أن تشتركا في واحد إلى ستة إلكترونات لتشكيل رابطة إلكترونية واحدة ، رابطة واحدة ، رابطة مزدوجة ، أو رابطة ثلاثية.

بنية لويس هي تصوير لتوزيع الإلكترونات في بنية جزيئية باستخدام علامة الإلكترون. يُشار إلى بنية لويس لعنصر ما بالرمز الخلفي وعدد إلكترونات التكافؤ لهذا العنصر الذي يتم تمثيله بنقطة (.) أو علامة أخرى مثل الصليب (x).

في نفس العام ، اقترح فالتر كوسيل أيضًا نظرية مشابهة لنظرية لويس ، لكن نموذجه النظري افترض انتقالًا كاملاً للإلكترونات بين الذرات. هذه النظرية هي نموذج الرابطة القطبية.

بنى كل من لويس وكوسيل نموذجهما الخاص بالترابط على أساس قاعدة أبيغ (1904). الرابطة الكيميائية وفقًا لنهج كوسيل لويس هذا هي أن الذرات تصل إلى ثماني بتات ثابتة عندما ترتبط بروابط كيميائية.

(اقرأ أيضًا: ما هو مبدأ برنولي؟)

وفي الوقت نفسه ، تسمى الأيونات الموجبة والأيونات السالبة التي تشكل روابط كيميائية الروابط الأيونية. حيث يعتمد تكوين هذه الرابطة الأيونية على الإلكترونات الملتقطة وإطلاقها بواسطة الذرات والجاذبية الكهروستاتيكية.

قواعد الثمانية

قاعدة الثمانية هي قاعدة بسيطة في الكيمياء تنص على أن الذرات يمكن أن تنضم عن طريق نقل إلكترونات التكافؤ من ذرة إلى أخرى (اكتساب أو خسارة) أو عن طريق مشاركة إلكترونات التكافؤ للحصول على ثماني بتات في غلاف التكافؤ.

يمكن تطبيق هذه القاعدة على عناصر المجموعة الرئيسية ، مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين والهالوجينات. يمكن أيضًا تطبيق هذه القاعدة على العناصر المعدنية مثل الصوديوم والمغنيسيوم.

ببساطة ، يميل الجزيء أو الأيون إلى أن يصبح مستقرًا عندما تحتوي غلافه الإلكتروني الخارجي على ثمانية إلكترونات. تم اقتراح هذه القاعدة وتطبيقها لأول مرة في نهج كوسيل لويس. في هذه القاعدة توجد قيود يجب أخذها في الاعتبار ، وهي:

  1. ثماني بتات غير كاملة من الذرة المركزية: في بعض المركبات ، يكون عدد الإلكترونات المحيطة بالذرة المركزية أقل من ثمانية. هذا هو الحال خاصة بالنسبة للعناصر التي تحتوي على أقل من أربعة إلكترونات تكافؤ. مثال ؛ LiC1 و BeH2 و BC13.
  2. جزيء الإلكترون الفردي: في الجزيئات التي تحتوي على عدد فردي من الإلكترونات مثل أكسيد النيتريك ، NO وثاني أكسيد النيتروجين ، NO2 ، لا يتم استيفاء قاعدة الثمانيات.
  3. الثماني الممتد: بالإضافة إلى المدارات 3s و 3p ، فإن العناصر الموجودة داخل وخارج الفترة الثالثة من الجدول الدوري لها مدارات ثلاثية الأبعاد متاحة للربط أيضًا. يوجد في عدد من مركبات هذه العناصر أكثر من ثمانية إلكترونات تكافؤ بالقرب من الذرة المركزية. هذا يسمى ثماني بتات ممتدة ، بالطبع لا تنطبق قاعدة الثمانيات في مثل هذه الحالات. مثال ؛ في PF5 ، يحتوي جزيء الفوسفور على 10 إلكترونات في غلاف التكافؤ.