هيكل HCCH Lewis ، الخصائص: 23+ حقائق سريعة كاملة


HCCH هيكل لويس يُشار أيضًا إلى الأسيتيلين أو الإيثين وهو أحد مركبات الطبقة العضوية المهمة حيث يوجد وجود رابطة ثلاثية بين ذرة الكربون. يتم توضيح خصائص هيكل HCCH Lewis في هذه المقالة.

يشتمل هيكل HCCH lewis على ذرتين من الكربون و 2 من ذرات الهيدروجين. تتكون كل ذرة كربون من 2 إلكترونات. كونه هيكلًا متماثلًا ، فإن 4 إلكترون من الكربون سيشارك إلكترونًا واحدًا مع الهيدروجين. ستتم مشاركة باقي إلكترونات التكافؤ الثلاثة بين ذرات الكربون مما يؤدي إلى رابطة تساهمية ثلاثية. 

بنية HCCH لويس هي هيدروكربون من فئة ألكين والذي يعني في حد ذاته وجود روابط تساهمية ثلاثية بين ذرات الكربون المعنية. هيكل HCCH لويس هو أول هيدروكربون من فئة الألكين. يمكن الإشارة إليه على أنه C2H2 أو الأسيتيلين أو الإيثين وفقًا للتسمية. إنه غاز عديم اللون عديم الرائحة وغير مستقر للغاية بسبب درجة عالية من عدم التشبع. يتحول بسهولة إلى إيثين والذي بدوره يتحول إلى إيثان لتحقيق الاستقرار.

. تم اكتشاف هيكل HCCH لويس لأول مرة في عام 1836 من خلال تفاعل K2C2 مع الماء الذي أطلق غاز الأسيتيلين. قام عالم آخر يدعى Berthelot بتركيب هيكل HCCH لويس عن طريق تمرير الهيدروجين عبر قوس الكربون. بصرف النظر عن هذه الطرق التاريخية ، فإن الطرق الاصطناعية الأكثر استخدامًا في السيناريو الحالي هي الاحتراق الجزئي للميثان ، واستخدام محفزات Ziegler-natta و Pd-Ag ، إلخ.

يعتبر هيكل HCCH lewis مركبًا مهمًا في الكيمياء العضوية ويستخدم في العديد من منهجيات التخليق العضوي المسماة. بعض التفاعلات العضوية المعروفة الأكثر شيوعًا لبنية HCCH لويس هي تفاعل vinylation وتفاعل Ethynylation وتفاعل carbonylation والكيمياء العضوية المعدنية والتفاعلات الحمضية القاعدية. يحتوي هيكل HCCH lewis على العديد من التطبيقات الصناعية في اللحام والصناعة الإلكترونية وصناعة البلاستيك.

تمت مناقشة الخصائص الفيزيائية والهيكلية والإلكترونية المرتبطة بهيكل HCCH مسبقًا:

هيكل HCCH Lewis
هيكل HCCH لويس
  1. كيفية رسم هيكل HCCH لويس؟
  2. صدى هيكل لويس HCCH
  3. شكل هيكل لويس HCCH
  4. HCCH هيكل لويس المسؤول الرسمي
  5. زاوية هيكل لويس HCCH
  6. HCCH لويس هيكل الزوج الوحيد
  7. HCCH لويس هيكل الثماني حكم
  8. HCCH لويس هيكل التكافؤ الإلكترون
  9. تهجين بنية HCCH لويس
  10. قابلية الذوبان في بنية HCCH لويس
  11. هل بنية HCCH لويس قابلة للذوبان في الماء؟
  12. هل هيكل HCCH لويس إلكتروليت؟
  13. هل هيكل HCCH لويس هو إلكتروليت قوي؟
  14. هل بنية HCCH لويس حمضية أم قاعدية؟
  15. هل هيكل HCCH لويس حمض قوي؟
  16. هل هيكل HCCH Lewis عبارة عن حمض متعدد البروتينات؟
  17. هل هيكل HCCH لويس حمض لويس؟
  18. هل بنية HCCH لويس هي حمض أرهينيوس؟
  19. هل هيكل HCCH لويس قطبي أم غير قطبي؟
  20. هل هيكل HCCH لويس خطي؟
  21. هل هيكل HCCH لويس مغناطيسي أم مغناطيسي؟
  22. نقطة غليان هيكل HCCH لويس
  23. هل بنية HCCH لويس أيونية أم تساهمية؟
  24. HCCH لويس هيكل الرابطة الهيدروجينية

كيف ترسم HCCH لويس هيكل؟

لرسم بنية HCCH Lewis ، يتم تضمين بعض الخطوات الموضحة أدناه:

HCCH لويس هيكل لويس تمثيل نقطة الإلكترون

الخطوة 1: عد العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ

تشتمل بنية HCCH لويس على ذرتين هما الكربون والهيدروجين. يحتوي الكربون على 2 إلكترونات تكافؤ ، ويحتوي الهيدروجين على 4 إلكترون تكافؤ. لذلك وفقًا لصيغة بنية HCCH lewis C1H2 ، يوجد إجمالي 2 × 4 + 2 × 2 = 1 إلكترونات تكافؤ.

الخطوة الثانية: إيجاد الذرة المركزية

من المعروف أنه أثناء رسم بنية لويس ، تكون الذرة المركزية واحدة ذات أقل كهرسلبية. يوجد هنا ذرتان فقط: الكربون والهيدروجين متورطان. الهيدروجين هو العنصر الأقل كهرسلبية في بنية HCCH ويجب أن يكون الذرة المركزية وفقًا للاتفاقية ، ولكن نظرًا لصغر حجمها ، لا يمكنها الاحتفاظ بالموقع. لذلك يجب أن تكون ذرات الكربون في بنية HCCH لويس هي الذرة المركزية.

الخطوة 3: الترابط بين الذرات وإكمال الثماني

هيكل HCCH لويس هو هيكل عضوي متماثل. الآن لإكمال ثباتها الثماني تحتاج كل من ذرات الكربون إلى اكتساب 4 إلكترونات إضافية لكل منهما ، وتحتاج كل من ذرات الهيدروجين إلى الحصول على إلكترون واحد لكل منهما. لذلك سيكون هناك تقاسم للإلكترونات بين الذرات في هيكل لويس HCCH. سوف تشترك ذرة كربون واحدة في إلكترونها مع ذرة الهيدروجين لتشكيل رابطة تساهمية واحدة وبقية الإلكترونات الثلاثة مع ذرة الكربون الأخرى لتشكيل رابطة تساهمية ثلاثية.

الخطوة 4: حساب الشحنة الرسمية لهيكل لويس HCCH

سيثبت حساب الشحنة الرسمي لكل ذرة متضمنة في بنية HCCH لويس صحتها ويؤكد وجودها. هنا الشحنة الرسمية لكل من H و C هي 0 في بنية HCCH لويس وبالتالي تأكيد موثوقية بنية HCCH لويس.

صدى هيكل لويس HCCH

لا تظهر بنية HCCH لويس ظاهرة الرنين. على الرغم من أن نظرائه الآخرين يمكن أن يظهروا نفس الشيء. السبب وراء ذلك هو وجود ذرات الهيدروجين على كلا الجانبين. نظرًا لأن الهيدروجين مزدوج ، فإن إلغاء تحديد موقع الإلكترونات وحركة الروابط غير ممكن لأنه سيؤدي إلى اضطراب استقرار الهيكل.

ومن ثم فإن بنية HCCH Lewis لا تحتوي على أي بنية رنانة أو متعارف عليها ويمكن لبنية واحدة فقط شرح جميع الخصائص المرتبطة بها.

شكل هيكل لويس HCCH

هيكل HCCH Lewis عبارة عن جزيء متماثل يتضح من تكوين هيكل لويس الخاص به. كونك متماثلًا يعني أن العناصر الموجودة على الجانب الأيسر هي نفسها في الجانب الأيمن.

والشيء الآخر الذي تدل عليه هو أن جميع الذرات المشاركة في بنية HCCH لويس موجودة في نفس المستوى. لذا فإن هذه الطبيعة المتماثلة والوجود في مستوى واحد يعني أن بنية HCCH لويس خطية في شكلها وهندستها الجزيئية.

HCCN لويس الهندسة الجزيئية

HCCH هيكل لويس المسؤول الرسمي

حساب الشحنة الرسمي هو مؤشر لتأكيد هوية الجزيء. تشير التقديرات إلى أنه كلما انخفضت الرسوم الرسمية كلما كان هيكل لويس أكثر موثوقية وأصالة. الصيغة لحساب الرسوم الرسمية هي 

الشحنة الرسمية = إلكترون التكافؤ - إلكترونات غير مرتبطة - 1/2 إلكترون مترابط

FC لذرة الهيدروجين في هيكل لويس HCCH = 1 - 0 - 2/2 = 0

FC لذرة الكربون في هيكل لويس HCCH = 4 - 0 - 8/2 = 0

زاوية هيكل لويس HCCH

كما ذكرنا سابقًا ، فإن بنية HCCH Lewis لهندسة خطية بسبب طبيعتها المتناسقة ووجود جميع الذرات في نفس المستوى.

أيضا في هيكل لويس HCCH كل من ذرات الكربون تشكل رابطة تساهمية واحدة مع ذرة الهيدروجين. لذا فإن زاوية الرابطة في هيكل لويس HCCH تساوي 180 درجة.

HCCH لويس هيكل الزوج الوحيد

الأزواج الوحيدة هي الإلكترونات التي تُترك أثناء تكوين الرابطة الكيميائية. وهي أيضًا إلكترونات تكافؤ ولكنها لا تشارك في الترابط الكيميائي.

بقدر ما يتعلق الأمر بتركيب لويس HCCH ، لا توجد أزواج وحيدة من الإلكترونات حيث أن جميع إلكترونات التكافؤ قد شاركت في الترابط. لذلك في هيكل HCCH Lewis ، توجد أزواج سندات فقط ولا توجد أزواج وحيدة.

HCCH لويس هيكل الثماني حكم

قاعدة الثمانيات هي معايير الاستقرار التي تتبعها عناصر المجموعة الرئيسية في الجدول الدوري حيث بعد تكوين الرابطة الكيميائية ، يجب أن يحتوي كل عنصر مشارك في المركب على 8 إلكترونات في غلاف التكافؤ.

في هيكل لويس HCCH حيث تشير الصيغة إلى أن ترتيب الذرات متماثل ويتبع كلا الجانبين نفس النوع من الترابط. من الواضح أن الكربون ينتمي إلى المجموعة 14 والهيدروجين ينتمي إلى المجموعة 1 من الجدول الدوري. لديهم 4 و 1 إلكترونات تكافؤ ويحتاجون 4 و 1 على التوالي لإكمال ثباتهم الثماني.

لذلك ، نظرًا لكونها غير معدنية ، سيكون هناك مشاركة للإلكترونات حيث ستشارك الإلكترونات الأربعة من الكربون إلكترونًا واحدًا مع الهيدروجين والإلكترونات الثلاثة الأخرى مع ذرات كربون مجاورة لتشكيل رابطة تساهمية واحدة CH ورابطة تساهمية ثلاثية بين ذرات الكربون. هذا سوف يفي بمعايير قاعدة الثمانيات في هيكل HCCH لويس.

HCCH هيكل لويس التكافؤ الإلكترونات

إلكترونات التكافؤ هي أهم الإلكترونات في بنية HCCH لويس. بسبب المسافة الطويلة بين النواة ، يمكن بسهولة مشاركة الإلكترونات في تكوين الرابطة الكيميائية. في بنية HCCH لويس قبل مشاركة الإلكترونات ، كان هناك 4 إلكترونات تكافؤ في ذرة الكربون و 1 إلكترون تكافؤ في ذرة الهيدروجين.

هذا يجعل ما مجموعه 10 إلكترونات تكافؤ متضمنة 2 ذرات كربون و 2 ذرات هيدروجين. بعد مشاركة الإلكترونات ، هناك 8 إلكترونات تكافؤ في كلتا الذرات المعنية للحفاظ على معايير الثبات الثماني.

تهجين بنية HCCH لويس

لفهم تهجين بنية HCCH لويس ، من المهم فهم التكوين الإلكتروني للذرات المعنية. التكوين الإلكتروني للكربون في حالته الأرضية هو 1s2 2s2 2p2 ولكن في الحالة المثارة أثناء مشاركة الإلكترونات ، ينتقل الإلكترون من مدار 2s إلى مدار 2pz والذي يتداخل مع 1s إلكترون الهيدروجين.

نظرًا لوجود مداري واحد s و p واحد متورط في بنية HCCH لويس وبالتالي فإن تهجين بنية HCCH لويس هو sp.

قابلية الذوبان في بنية HCCH لويس

هيكل HCCH لويس قابل للذوبان في كل من المذيبات القطبية وغير القطبية ولكنه يظهر سلوكًا مختلفًا لأنه مركب عضوي. بصرف النظر عن هيكل HCCH لويس هذا قابل للذوبان في العديد من مخاليط المذيبات.

فيما يتعلق بالمذيبات النقية ، فإن بنية HCCH لويس قابلة للذوبان في الهكسان ، الهكسان الحلقي ، هيكساديكان ، هيكساديكان ، البنزين ، الميثانول ، البيوتانول ، الماء ، جلايكول الإيثيلين ، إلخ. من حيث المخاليط ، فإن بنية HCCH لويس قابلة للذوبان في بيوتانول - إيثيلين جلايكول ، وهكسان - هيكساديكان عند الضغط الجوي وتتراوح درجة الحرارة من 0 درجة مئوية إلى 50 درجة مئوية.

هل هيكل HCCH لويس قابل للذوبان في wبعد؟

تعد قابلية ذوبان بنية HCCH لويس في الماء مسألة مثيرة للجدل للغاية. تقول بعض المدارس أنها غير قابلة للذوبان في الماء لأن الماء يحتوي على رابطة هيدروجينية قوية جدًا ومن الصعب جدًا على هيكل HCCH لويس كسره.

تقول مدرسة فكرية أخرى أن بنية HCCH لويس قابلة للذوبان جزئيًا في الماء وتطلق أبخرة الأمونيا السامة.

هل هيكل HCCH لويس إلكتروليت؟

لا ، بنية HCCH لويس ليست إلكتروليت. لكونه إلكتروليت ، يجب أن يكون المركب قادرًا على الذوبان في وسط مائي وقادر على الانفصال مع أيوناته المكونة. لكن بنية HCCH لويس لا تفي بأي من المعايير المذكورة أعلاه ، وبالتالي فهي ليست بالكهرباء.

هل هيكل HCCH لويس هو إلكتروليت قوي؟

لا يعتبر هيكل HCCH لويس إلكتروليت. لا يوجد في أي فئات أخرى من الإلكتروليتات المحتملة. والسبب في ذلك هو أن بنية HCCH لويس هي مركب عضوي برابطة تساهمية ثلاثية قوية من الكربون والكربون.

لذلك لا يمكن فصله إلى أيونات في وسط مائي وهو أمر متوقع من الإلكتروليتات. كما أنه غير قابل للذوبان في الماء لذلك لا يمكن تكوين شكله المائي.

هل بنية HCCH لويس حمضية أم قاعدية؟

هيكل HCCH لويس أو الأسيتيلين حمضي. هذا لأن كثافة الإلكترون سيجما لـ CH أقرب للكربون الذي يحتوي على 50٪ s وفقًا لتهجين sp لهيكل HCCH لويس. 

. نظرًا لوجود اثنين من الهيدروجين الحمضي في بنية HCCH لويس ، فإن الكربون الأكثر كهربيًا يحاول الحصول على زوج إلكترون بين رابطة CH مما يؤدي إلى تفكك وإطلاق البروتون وبالتالي إضفاء الطابع الحمضي على بنية HCCH لويس.

هل هيكل HCCH لويس حمض قوي؟

لا ، إن تركيب HCCH لويس ليس حمضًا قويًا. يعتبر حمض ضعيف نسبيًا مقارنة بنظرائه الحمضية الأخرى. وذلك لأن مدى التفكك في بنية HCCH منخفضة نسبيًا.

وذلك لأن بنية HCCH lewis بها تهجين sp يؤدي إلى ارتفاع حاجز طاقة التنشيط لمعادلة التفكك مما يوقف التفاعل للتحرك في الاتجاه الأمامي تمامًا. ومن ثم فإن بنية HCCH لويس حمضية ولكنها حمضية ضعيفة.

هل هيكل HCCH Lewis عبارة عن حمض متعدد البروتينات؟

الأحماض المتعددة البروتونات هي تلك الأحماض التي يمكن أن تعطي المزيد من البروتونات لكل تفاعل عند تفاعلها مع الماء. وبقدر ما يتعلق الأمر بتركيبة HCCH لويس ، فهي ليست حمض متعدد البروتيك لأنه حمض ضعيف ولا يكون تفككه في الاتجاه الأمامي تمامًا.

أيضًا ، يحدث تفاعل بنية HCCH مع الماء في وجود حامض الكبريتيك ويعطي منتجًا غير مستقر يتحول إلى ألدهيد. هذا مثال على تفاعل إضافة عضوي محب للنواة. ومن ثم لا يمكن اعتبار بنية HCCH لويس حمض متعدد البروتينات.

هل هيكل HCCH لويس حمض لويس؟

لا ، بنية HCCH لويس ليست حمض لويس. بدلا من ذلك ، هي قاعدة لويس. قاعدة لويس هي مركب أو أيون يمكنه التبرع بزوج من الإلكترونات لمركب المستقبل. عادة ما تكون قواعد لويس من الأنواع الغنية بالإلكترون.

على وجه التحديد ، يمكن لأي مركب يحتوي على زوج وحيد من الإلكترونات أو روابط إضافية أن يكون بمثابة قاعدة لويس مثالية. بقدر ما يتعلق الأمر بهيكل لويس HCCH فإنه يفي بالمعايير لأنه غني بالإلكترون وله روابط 2 pi.

هل بنية HCCH لويس هي حمض أرهينيوس؟

نعم ، حمض HCCH لويس هو حمض أرهينيوس. يعتمد مفهوم أرهينيوس على تفكك الحمض وإطلاق البروتون أو أيون الهيدرونيوم. هيكل HCCH لويس هو حمض ضعيف لأنه يتفكك جزئيًا بسبب طاقة التنشيط العالية. لذلك فإن بنية HCCH لويس هي حمض أرهينيوس ولكن مع تفكك ضعيف.

هل هيكل HCCH لويس قطبي أم غير قطبي؟

بنية HCCH لويس غير قطبية بسبب اختلاف الكهربية التي تقل عن 0.35. لكي يكون المركب قطبيًا ، يجب أن يكون له فرق في الكهربية بمقدار 0.4 أو أكثر.

سبب آخر هو شكله. هيكل HCCH lewis عبارة عن هيكل خطي وروابطه CH غير قطبية مما يعني وجود عزم صافٍ ثنائي القطب. 

هل هيكل HCCH لويس خطي؟

نعم ، هيكل HCCH لويس خطي في شكله وهندسته الجزيئية. وذلك لأن بنية HCCH لويس متناظرة وجميع الذرات تقع في نفس المستوى. أيضا ، تهجينه هو sp. لذلك كل هذه العوامل تشير إلى أن بنية HCCH لويس خطية.

هل هيكل HCCH لويس مغناطيسي أم مغناطيسي؟

هيكل HCCH لويس غير مغناطيسي. وفقًا لدراسات NMR ، لا يوجد درع مغناطيسي حول محور التناظر. ولكن هناك درع مغناطيسي قوي حول محور التناظر بسبب مدارات باي المتدهورة مكانيًا.

نقطة غليان هيكل HCCH لويس

درجة غليان هيكل HCCH لويس هي -84 درجة مئوية. عند الضغط الجوي ، لا يمكن أن توجد بنية HCCH في شكل سائل وغير مستقرة. عند نقطته الثلاثية التي تقع في نفس المنطقة التي توجد بها نقطة انصهارها ، توجد في حالتها السائلة.

. تحت نطاق درجة الحرارة هذا ، يُظهر هيكل لويس HCCH التسامي ويتحول مباشرة إلى غاز. هذه النقطة عند -84 درجة مئوية والتي تعتبر نقطة غليان هيكل لويس HCCH.

هل بنية HCCH لويس أيونية أم تساهمية؟

هيكل HCCH لويس هو مركب تساهمي بكل الوسائل. من المعروف جيدًا من الهيكل أنه لا توجد معادن متضمنة وأن تكوين بنية لويس يرجع إلى مشاركة الإلكترونات حيث توجد رابطة ثلاثية CC.

Also, the electronegativity difference between the elements carbon and hydrogen is not much pronounced to shift the electron cloud to one side only. Hence HCCH lewis structure shows complete covalency.

HCCH لويس هيكل الرابطة الهيدروجينية

الترابط الهيدروجيني غير ممكن في بنية HCCH لويس. إنه غير ممكن حتى في أي هيدروكربون. في الترابط الهيدروجيني ، يجب أن يكون هناك رابطة OH و FH و NH واحدة على الأقل مما يعني أنه يجب ربط ذرة هيدروجين واحدة أو ربطها مباشرة بذرة كهربية.

. بقدر ما يتعلق الأمر بهيكل لويس HCCH ، فإن جميع ذرات الهيدروجين مرتبطة بذرات الكربون ولا تعتبر رابطة CH كهربية كهربية كبيرة ليتم اعتبارها رابطة هيدروجينية.

في الختام

باختصار HCCH ، هيكل لويس هو هيدروكربون مهم وينتمي إلى فئة ألكين في الكيمياء العضوية. بسبب وجود رابطة ثلاثية بين ذرات الكربون ، هناك اختلافات في خصائصه. لوحظت هذه الاختلافات في شكلها ، وسلبيتها الكهربية ، وطاقة الرابطة ، وغيرها من الخصائص الفيزيائية والكيميائية والإلكترونية المرتبطة بها.

منسي شارما

مرحبًا ، أنا منسي شارما ، كاتب أكاديمي علمي شغوف. هدفي هو سد الفجوة بين البحث الأكاديمي وتطوير الأعمال. دعنا نتواصل عبر LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/mansi-sharma22

آخر المقالات

الرابط هل المضخة الحرارية غاز أم كهربائي؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

هل المضخة الحرارية غازية أم كهربائية؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها

المضخة الحرارية هي آلة تنقل الطاقة الحرارية إلى طاقة ميكانيكية. دعونا نناقش ما إذا كانت المضخة الحرارية تعمل بالغاز أو الكهرباء. يتم توليد المضخة الحرارية بالكهرباء. إلى عن على...