هيكل CH2CL2 Lewis: لماذا وكيف ومتى وحقائق مفصلة


نناقش الهندسة الجزيئية ، والتهجين ، وزاوية الرابطة ، وقاعدة الثمانيات ، والعزم ثنائي القطب والحقائق الأخرى ذات الصلة بالتفصيل وبعض الأسئلة المتداولة.

ثنائي كلورو ميثان ، المعروف بشكل أساسي باسم كلوريد الميثيلين ، هو مذيب عضوي قطبي يستخدم في الغالب في أنواع مختلفة من الأبحاث الكيميائية وأغراض التصنيع أيضًا. إنه سائل شديد التقلب. الكتلة المولية لـ DCM هي 84.93 جم / مول. نقطة الانصهار ونقطة غليان CH2Cl2 هي -96.7 و 39.6 درجة مئوية على التوالي.

في هذه المقالة تمت مناقشة بنية لويس لـ CH2Cl2 وغيرها من الحقائق التفصيلية بإيجاز.

الهندسة الجزيئية لهيكل CH2Cl2 لويس

يمكن تحديد الهندسة الجزيئية لأي جزيء باستخدام نظرية VSEPR (تنافر زوج الإلكترون من Valence Shell) .. الأجندة الرئيسية لتحديد بنية أي مركب باستخدام نظرية VSEPR هذه ، حيث ستتبنى الذرات أو البدائل حول الذرة المركزية مثل هذا الترتيب الذي سيكون التنافر بين إلكترونات غلاف التكافؤ في الحد الأدنى.

تحليل نظرية VSEPR يمكن استنتاج أن CH2Cl2 تمتلك رباعي السطوح مثل الهندسة الجزيئية (هيكل يشبه الميثان) حيث أن ذرة الكربون (الذرة المركزية) لها نوعان مختلفان من الذرات (اثنان من الهيدروجين واثنين من الكلور) حولها.

الصورة الائتمان: كومونس

CH2Cl2 لويس هيكل إلكترونات التكافؤ

XNUMX. من قائمة هيكل لويس يمكننا بسهولة تحديد عدد الروابط والأزواج المنفردة على كل ذرة والتأكد مما إذا كانت كل ذرة تفي بقاعدة الأوكتير الخاصة بها أم لا.

يجب حساب إلكترونات غلاف التكافؤ لكل ذرة أولاً لتحديد هيكل لويس النقطي من أي جزيء.

يحتوي الكربون على ستة إلكترونات. من بين هذه الإلكترونات الستة ، يوجد إلكترونان في مدار 6s وإلكترونان في مدار 2s وبقية الإلكترونين في مدار 1p.

العدد الإجمالي لإلكترونات غلاف التكافؤ للكربون هو 4. وبالتالي يحتاج الكربون إلى أربعة إلكترونات أخرى لتحقيق الثماني (للحصول على ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ الذي هو الغلاف الخارجي).

يحتوي الهيدروجين على رقم ذري 1 ، وبالتالي فإن كل H يحتوي على إلكترون واحد في مداره الأول ويحتاج إلى 1 آخر لتحقيق مزدوج (للحصول على إلكترونين في غلاف التكافؤ) حيث يمكن أن يحتوي المدار 1 ثانية على إلكترونين فقط.

العدد الذري للكلور هو 17. يحتوي المدار 1s على 2 ، 2s 2 و 2p يحتوي على 6 إلكترونات. ستملأ باقي الإلكترونات السبعة مداري 3s و 3 p على التوالي. لذلك سيكون للمدار 3s اثنان و 3p سيكون له آخر 5 إلكترونات.

إجمالي عدد إلكترونات غلاف التكافؤ هو 7 في الكلور ، لذا فهي تحتاج إلى إلكترون واحد إضافي لتحقيق الثماني.

هيكل CH2Cl2-lewis

في هذا CH2Cl2  جزيء الكربون هو ذرة مركزية (لها أعلى قدرة على الترابط وهي الأقصر من الثماني بتات). يحتاج الكربون إلى 4 إلكترونات أخرى لإكمال ثماني بتات.

تشترك ذرتان من الهيدروجين واثنتان من الكلور في هذه الإلكترونات الأربعة مع الكربون لتحقيق الثماني.

يحتوي الهيدروجين على إلكترون واحد في مداراته الأولى وكمدار

يمكن أن تستوعب إلكترونين فقط. هكذا الهيدروجين

يمكن أن يفي فقط بالنسخ المزدوج (وجود إلكترونين في غلاف التكافؤ الخاص به) بدلاً من ثماني بتات.

كربون تشكل رابطة سيجما (رابطة واحدة) مع ذرتين من الهيدروجين والكلور كما هو موضح في بنية لويس.

لا يوجد غير مقبول مختلف هيكل لويس لـ CH2Cl2. تحريك ذرات الكلور لا ينتج بنية جديدة. هذا لأن الجزيء في الواقع رباعي السطوح وليس مسطحًا كما هو مرسوم بشكل كلاسيكي هيكل لويس.

هل يتبع CH2Cl2 قاعدة الثمانيات

تنص القاعدة الثماني على أن عنصرًا محاطًا بثمانية أجهزة كهربائية بداخله هيكل لويس.

تحليل هيكل لويس من CH2Cl2 من الواضح أنه لا ينتهك قاعدة الثمانيات.

CH2Cl2 lewis هيكل أزواج وحيدة

يحتوي ثنائي كلورو ميثان على ذرة كربون واحدة واثنين من هيدروجين الهيدروجين واثنين من ذرات الكلور. في ال هيكل لويس من CH2Cl2 ، ذرة الكربون هي ذرة المركز حيث تحتوي على أعلى معدل (أربعة) مقارنة بذرات الهيدروجين والكلور. تحتوي كل من ذرات الكلور على ثلاثة أزواج وحيدة في كل منها ولا تحتوي ذرة الكربون أو الهيدروجين على أي أزواج وحيدة.

CH2Cl2 لويس هيكل إلكترونات التكافؤ

دعونا نحسب الإلكترونات في غلاف التكافؤ (إلكترونات التكافؤ) على كل ذرة (اثنان من الكلور ، واثنين من الهيدروجين ، وكربون واحد).

إلكترونات التكافؤ في ذرة الكربون هي أربعة (2s2 2p2).

إلكترونات التكافؤ في كل ذرة هيدروجين واحدة (1s1).

إلكترونات التكافؤ في كل من ذرة الكلور هي سبعة (3s2 3p5).

وبالتالي فإن إجمالي إلكترونات التكافؤ في CH2Cl2 الجزيء -

= 4 + (2 × 1) + (7 × 2)

= 20

CH2Cl2 رسم رسمي لهيكل لويس

اتهام رسمي يمكن حساب أي ذرة في أي جزيء بالصيغة المذكورة أدناه.

FC = V- N- (B / 2)

FC = الشحنة الرسمية N = عدد إلكترونات التكافؤ غير المترابطة

V = عدد إلكترونات التكافؤ

ب = إجمالي عدد الإلكترونات المستعبدة.

رسم رسمي على الكربون

FC = 4-0- (8/2) [V = 4 ، N = 0 ، B = 8]

= (4-4) = 0

الشحنة الرسمية على الكلور

FC = 7-6- (2/2) [V = 7 ، N = 6 ، B = 2]      

= (7-6-1) = 0

الشحنة الرسمية على الهيدروجين

FC = 1-0- (2/2) [V = 1 ، N = 0 ، B = 2]

= (1-1) = 0

لمعرفة المزيد يرجى متابعة أمثلة على الرابطة الثلاثية: رؤى وحقائق مفصلة

تهجين CH2Cl2

يُعرَّف التهجين أساسًا بأنه خلط المدارات التي لها نفس طاقاتها وتماثلاتها وأشكالها. هذه الظاهرة مناسبة في الواقع لإقران الإلكترونات وتشكيل روابط كيميائية (سيجما ، باي).

عندما يشارك جزيئين تكوين السندات يحدث تداخل المدارات بسبب مشاركة الإلكترونات. يشار إلى هذه المدارات المتداخلة على أنها مدارات هجينة.

هناك أنواع مختلفة من التهجين بسبب اختلاف نوع التداخل المداري.

دعونا نلقي نظرة على التكوين الإلكتروني للحالة الأرضية لكل ذرة في جزيء CH2Cl2.

الكربون (ج): 1 ثانية2 2s2 2px1 2py1

الهيدروجين (H): 1 ثانية1

الكلور (Cl): 1s2 2s2 2p6 3s2 3px2 3py2 3pz1

في الحالة المثارة للكربون ، قفز أحد إلكترونات 2s إلى مدار 2p ؛ وبالتالي فإن التكوين الإلكتروني (في حالة الإثارة) سيكون: 1s2 2s1 2p3. وهكذا فإن 2s ، 2px، 2py، 2pz يتم ملء نصف المدارات الآن.

الآن هذه المدارات الأربعة الهجينة تشكل معًا أربعة sp متطابقة3 مدارات هجينة (لها نفس الطاقة). كل من هذه المدارات الأربعة لديها إلكترون واحد ويمكن أن تقبل واحدًا آخر (يمكن أن تستوعب سعة كل مدارات إلكترونين كحد أقصى).

يأتي إلكترونان من كل من الهيدروجين ، ويأتي باقي الإلكترونين من كل ذرة من ذرات الكلور ويشكلان أربع روابط مفردة أو سيغما.

الصورة الائتمان: ويكيميديا

لمعرفة المزيد يرجى متابعة 15 أمثلة على الرابطة التساهمية المنسقة: البصيرة والحقائق التفصيلية

.

زاوية السندات

تُعرَّف زاوية الرابطة بأنها الزاوية بين رابطتين أو ثلاث ذرات تشكل الرابطين. تساعد نظرية VSEPR في تحديد الهندسة الجزيئية وكذلك زاوية الرابطة للجزيء.

هناك بعض المعلمات التي تساعد في تحديد زاوية الرابطة. هم زوج السندات - تنافر زوج السندات (تنافر bp-bp) ، تنافر زوج وحيد - زوج وحيد (تنافر lp-lp) ، تنافر زوج السندات 9 lp-bp) ، الكهربية للذرة المركزية وكذلك البديل ذرات حول الذرة المركزية.

من وجهة نظر الهندسة الجزيئية "نستنتج أن CH2Cl2 له هيكل يشبه رباعي السطوح ولكن نظرًا لوجود نوعين مختلفين من البدائل (H و Cl) فإنه ينحرف قليلاً عن هيكل رباعي السطوح المثالي وزاوية الرابطة المثالية (109.50) مثل الميثان (CH4) ، حيث تحتوي على أربع ذرات متشابهة تحيط بذرة الكربون المركزية.

تتم مناقشة سبب عدم وجود هيكل رباعي السطوح مثالي أدناه.

الكلور هو الذرة الأكثر كهربيًا يليها الكربون ثم الهيدروجين في هذا CH2Cl2 مركب. وهكذا يجذب الكلور البايس الإلكتروني لرابطة C-Cl تجاه نفسه أكثر مقارنة بالكربون. لذلك ، فإن تنافر الإلكترون بين زوج السندات والرابطة في سندات C-Cl سيكون أقل من زوج السندات - تنافر زوج السندات في سندات CH حيث يتم إزاحة الإلكترونات المرتبطة في رابطة CH نحو ذرة الكربون.

لذلك فإن زاوية الرابطة 0.

لمعرفة المزيد يرجى متابعة 4 أمثلة على الرابطة التساهمية غير القطبية:

CH2Cl2 هيكل لويس ثنائي القطب

تحدث العزم ثنائي القطب في أي نظام يوجد فيه فصل بين الشحنات.

عزم ثنائي القطب (مو) = شحنة × فصل نووي بين ذرتين.

يشار إلى العزم ثنائي القطب لأي جزيء بالحرف اليوناني "mu" () ووحدة العزم ثنائي القطب هي debye.

تحليل هيكل (رباعي السطوح) CH2Cl2 الجزيء يستنتج أن هذا الجزيء يمتلك بعض عزم ثنائي القطب غير الصفري. بوصة2Cl2 لا تلغي العزم ثنائي القطب لذرات HH وذرات Cl-Cl بعضها البعض لأنها ليست في وضع خطي (زاوية الرابطة بينهما ليست 180 0.

من خلال دراسة ترتيب الجزيئات حول ذرة الكربون ، من الواضح أن عزم الرابطة ثنائي القطب لاثنين من روابط C-Cl لا يمكن أن يلغي ثنائي القطب لبعضهما البعض. بسبب الاختلاف في الكهربية من الكلور والكربون وينتج الكربون والهيدروجين أ صافي عزم ثنائي القطب غير صفري (µ ≠ 0) وبالتالي فهو جزيء قطبي. وتشير الدراسة إلى أن CH2Cl2 shws ثنائي القطب 1.6 debye.

مزيد من المعلومات حول أمثلة على روابط الهيدروجين

الصورة الائتمان: ويكيميديا

هل يحتوي CH2Cl2 على أيزومرات

الأيزومرات لها نفس الصيغة الكيميائية ولكن تختلف في ترتيبها الكيميائي. لهذا تختلف في خصائصها الفيزيائية والكيميائية عن بعضها البعض.

 يتم تصنيف الايزومرات في الشروط التالية-

1. الأيزومر الفراغي

  1. الايزومر الدستوري

لا توجد أيزومرات مجسمة ممكنة لـ CH2Cl2 نظرًا لأن الكربون ليس مركزًا لولبيًا ، فإنه يتطلب ربط الكربون بأربع ذرات مختلفة ليكون مركزًا لولبيًا. علاوة على ذلك ، لا توجد أيزومرات دستورية (نفس الصيغة الجزيئية لكن صيغة بنيوية مختلفة).

مزيد من المعلومات حول أمثلة SN1

ما هي مجموعة النقاط لـ CH2Cl2

تستخدم مجموعات النقاط بشكل أساسي لوصف التناظر الجزيئي وهي عبارة عن تمثيل لعناصر التناظر. تُستخدم مجموعات النقاط في نظرية المجموعة التي تساعد على تحديد الخصائص مثل المدارات الجزيئية.

تتكون مجموعات النقاط عادة من العناصر التالية:

هـ- مشغل الهوية.

Cn- ثني محور الدوران.

σ (سيجما) - الطائرة المرآة

     مركز i-Inversion.

الصورة الائتمان: كومونس

ثنائي كلورو ميثان ، CH2Cl2. هناك C2 (2 أضعاف محور الدوران) محور الدوران ، مشغل الهوية (الموجود في كل جزيء) ، σ (مستوى xz) يحتوي على CH2 و σ (طائرة yz) التي تحتوي على CCl2.

عنصر التماثل الأربعة هذا موجود في CH2Cl2 الجزيء الذي يشير إلى الجزيء C2V  مجموعة النقاط.

أديتي روي

مرحبًا ، أنا Aditi Ray ، شركة كيمياء صغيرة ومتوسطة الحجم على هذه المنصة. لقد أكملت تخرجي في الكيمياء من جامعة كلكتا وبعد التخرج من جامعة تكنو إنديا مع تخصص في الكيمياء غير العضوية. أنا سعيد جدًا لكوني جزءًا من عائلة Lambdageeks وأود أن أشرح الموضوع بطريقة مبسطة. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/aditi-ray-a7a946202

آخر المقالات