كيفية حساب زوايا السندات

توقع الزوايا بين الذرات المقيدة باستخدام نظرية تنافر زوج الإلكترون لقذيفة التكافؤ (VSEPR). الرقم الستيري - مجموع الذرات الأخرى وأزواج الإلكترون المنفردة المرتبطة بذرة مركزية - يحدد هندسة الجزيء. توجد أزواج الإلكترون المنفردة في الغلاف الخارجي (الستارة) للذرة ، ولا يتم مشاركتها مع الذرات الأخرى.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

بينما لا يمكنك استخدام VSEPR لحساب زوايا الرابطة ، إلا أنها تساعد في تحديد تلك الزوايا بناءً على رقم ستيري. يحتوي الهيدروجين فقط على رقم ستيري واحد ، وجزيء H2 له شكل خطي.

يدور الإلكترون حول ذرة في شكل مميز يحدده المكان الأكثر احتمالاً للعثور على الإلكترون في أي وقت. تتنافر الإلكترونات مع بعضها البعض لأن جميعها لها شحنات سالبة ، لذا فإن المدارات تمنح كل إلكترون أقصى مسافة ممكنة من جيرانه. عندما يشكل إلكترون التكافؤ رابطة تساهمية مع ذرة أخرى ، يتغير المدار في عملية تسمى التهجين. يتنبأ VSEPR بزوايا الروابط بناءً على المدارات المهجنة ، ولكنه ليس دقيقًا لبعض المركبات المعدنية والأملاح الغازية والأكاسيد.

أبسط مدار هجين هو sp ، والذي يقابل عددًا مقطعيًا من اثنين. تكون زاوية الرابطة خطية ، أو 180 درجة ، عندما لا تحتوي الذرة على أزواج إلكترونية وحيدة. مثال على ذلك هو ثاني أكسيد الكربون. على العكس من ذلك ، يحتوي جزيء النيتروجين على زوج إلكترون واحد. هذا يعطيها شكلاً خطيًا ولكن مداريًا غير مهجن وبالتالي ليس لها زاوية رابطة.

يؤدي العدد الفاصل المكون من ثلاثة إلى تكوين مدارات sp2. تعتمد زوايا الرابطة على عدد أزواج الإلكترون المنفردة. على سبيل المثال ، لا يحتوي البورون ثلاثي كلوريد على أزواج وحيدة ، وشكل مستو ثلاثي الزوايا وزوايا رابطة تبلغ 120 درجة. يحتوي جزيء ثلاثي الأكسجين O3 على زوج وحيد ويشكل شكلًا منحنيًا بزوايا رابطة تبلغ 118 درجة. من ناحية أخرى ، يحتوي O2 على زوجان منفردان وشكل خطي.

يمكن أن تحتوي الذرة التي تحتوي على عدد ستيريكي من أربعة أزواج من صفر إلى ثلاثة أزواج إلكترونية وحيدة داخل مدار sp3 مهجن. الميثان ، الذي لا يحتوي على أزواج وحيدة ، يشكل رباعي السطوح بزوايا رابطة 109.5 درجة. تحتوي الأمونيا على زوج واحد ، مما يخلق زوايا رابطة تبلغ 107.5 درجة وشكل هرمي ثلاثي الزوايا. الماء ، مع اثنين من أزواج الإلكترونات المنفردة ، له شكل منحني بزوايا رابطة 104.5 درجة. تحتوي جزيئات الفلور على ثلاثة أزواج وحيدة وهندسة خطية.

تؤدي الأرقام الفراغية الأعلى إلى أشكال هندسية أكثر تعقيدًا وزوايا روابط مختلفة. بالإضافة إلى VSEPR ، تتنبأ النظريات المعقدة مثل مجالات القوة الجزيئية ونظرية الكم أيضًا بزوايا الرابطة.