هيكل وخصائص NaH Lewis (15 حقائق مفيدة)


NaH أو هيدريد الصوديوم هي واحدة من أقوى القواعد غير العضوية التي يبلغ وزنها الجزيئي 23.998 جم / مول. الآن سنناقش حول NaH بالتفصيل.

NaH هو هيدريد فلز قلوي لـ Na ، H في حالة أكسدة -1 هنا ، لذلك فهو عامل اختزال جيد ويمكن أن يقلل عناصر المجموعة الرئيسية مثل روابط SS أو Si-Si بسهولة. كما أنه يعمل كقاعدة برونستيد تجاه جزيء حمض برونستيد وأيضًا في الكيمياء العضوية يمكن تحمضه بالعديد من الوظائف.

NaH هو جزيء أساسي أيوني غير عضوي ويمكن اشتعاله في الهواء تلقائيًا. يمكن أن ينزع جزيئات الحمض المحتوية على الكربون. يمكننا الآن مناقشة بنية لويس ، والترابط ، وقاعدة الثمانيات ، والقطبية ، والأساسية لـ NaH مع الشرح المناسب في الجزء التالي.

1. كيفية رسم هيكل NaH لويس؟

بمساعدة بنية لويس ، يمكننا التنبؤ بإلكترونات التكافؤ والأزواج الوحيدة والخصائص الأخرى المتعلقة بالجزيء. دعونا نرسم بنية لويس لـ NaH.

حساب إلكترونات التكافؤ

لرسم بنية لويس للجزيء ، علينا حساب إلكترونات التكافؤ الكلية للجزيء عن طريق حساب إلكترونات التكافؤ للذرات البديلة. إجمالي إلكترونات التكافؤ الموجودة في NaH هو 2 ، وهناك واحد من Na وواحد من H ، قمنا بجمعهما معًا.

اختيار الذرة المركزية

في 2nd خطوة لويس ، يتم اختيار رسم الهيكل للذرة المركزية. في جزيء NaH ، يتم اختيار Na كالذرة المركزية لأنها أكثر حساسية للكهرباء من H وأكبر أيضًا في الحجم من H. ترتبط الذرة المحيطة بالذرة من خلال الرابطة مع الذرة المركزية في الجزيء.

إرضاء قاعدة الثمانيات

يجب أن تمتثل كل ذرة في الجزيء لقاعدة الثمانيات أثناء تكوين الرابطة عن طريق إكمال إلكترونات التكافؤ بعدد مناسب من الإلكترونات. الإلكترونات المطلوبة للثمانية في NaH هي 4 ، واثنان لـ Na ، واثنان لـ H لأنها تنتمي إلى عنصر كتلة s وتراكم إلكترونين.

إرضاء التكافؤ

أثناء تكوين الرابطة ، يجب إرضاء كل ذرة بالتكافؤ. الإلكترونات المطلوبة للثمانية هي 4 وإلكترونات التكافؤ المتاحة هي 2 ، لذلك يتم استخدام الإلكترونات المتبقية في الرابطة 2/2 = 1 من خلال إرضاء التكافؤ. كل من Na و H لهما تكافؤ 1 وشكلوا رابطة واحدة فقط بينهما.

عيّن الأزواج المنفردة

توجد الأزواج المنفردة فقط في تلك الحالات إذا كان هناك إلكترونات تكافؤ موجودة في مدار التكافؤ لأي ذرة أكثر من إلكترونات مشاركة الرابطة الخاصة بها. في جزيء NaH ، لا توجد أزواج وحيدة موجودة إما فوق Na أو H لأن لديهم إلكترونًا واحدًا.

2. NaH إلكترونات التكافؤ

تسمى الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي لأي ذرة والمسؤولة عن الطبيعة الكيميائية للذرة إلكترونات التكافؤ. دعونا نحسب إلكترونات التكافؤ لـ NaH.

إجمالي عدد إلكترونات التكافؤ الموجودة في الغلاف الخارجي لـ NaH هو 2. حيث يأتي إلكترون واحد من موقع Na ويأتي إلكترون واحد من موقع H لأن لديهم إلكترون تكافؤ واحد فقط في غلافهم الخارجي. لذلك ، أضفنا إلكترونات التكافؤ الفردية لكل ذرة على حدة.

  • التكوين الإلكتروني لـ H هو 1s1 لأنها 1st عنصر في الجدول الدوري.
  • لذلك ، فإن إلكترونات التكافؤ الموجودة فوق ذرة H هي 1 ، حيث أن 1s هي الغلاف المداري التكافؤ أو الخارجي لـ H
  • التكوين الإلكتروني لـ Na هو [Ne] 3s1 لأنه عنصر كتلة s.
  • لذا ، فإن إلكترونات التكافؤ الموجودة فوق ذرة Na هي 1 ، لأن مدار التكافؤ لـ Na هو مدار 3 ثوانٍ.
  • لذا ، فإن العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ لـ NaH هو 1 + 1 = 2

3. NaH lewis هياكل أزواج وحيدة

الأزواج الوحيدة هي إلكترونات التكافؤ الموجودة فوق مدار التكافؤ كما تبقى بعد تكوين الرابطة. دعونا نحسب العدد الإجمالي للأزواج المنفردة من NaH.

عدد الأزواج المنفردة الموجودة فوق جزيء NaH هو صفر لأنه لا يحتوي على أي أزواج وحيدة. تحتوي الذرات المكونة لكل من Na و H على إلكترون واحد فقط في مدار التكافؤ الخاص بهما ويستخدم إلكترونًا واحدًا في تكوين الرابطة لذلك ، لا يتبقى إلكترونًا.

  • تُستخدم الصيغة لحساب عدد الأزواج المنفردة ، الأزواج الوحيدة = الإلكترونات الموجودة في مدار التكافؤ - الإلكترونات المشاركة في تكوين الرابطة
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق ذرة Na هي ، 1-1 = 0 (يحتوي Na على إلكترون تكافؤ واحد وإلكترون رابط واحد)
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق ذرة H هي ، 1-1 = 0 (يحتوي H على إلكترون تكافؤ واحد وإلكترون رابط واحد)
  • لذا ، فإن العدد الإجمالي للأزواج الوحيدة الموجودة على جزيء NaH هو 0 + 0 = 0

4. ناه لويس هيكل ثماني حكم القاعدة

قاعدة الثمانيات هي إكمال مدار التكافؤ بأعداد مناسبة من الإلكترونات أثناء تكوين الرابطة. دعونا نتحقق مما إذا تم تطبيق ثماني بتات على NaH أم لا.

في NaH ، يتم تطبيق قاعدة الثمانيات على الرغم من أن Na و H كلاهما من عناصر كتلة s. التكوين الإلكتروني لـ H و Na هو 1s1 و [Ne] 3s1 على التوالي. لذلك ، كلاهما له إلكترون واحد فقط في المدار s ويمكنه قبول إلكترون واحد آخر لأنه في المدار s سيكون الحد الأقصى لعدد الإلكترونات موجودًا عند اثنين.

لذا ، فإن العدد المطلوب من الإلكترونات لإكمال الثمانية هو 4 وإلكترونات التكافؤ المتاحة هي اثنان. لذلك ، لتجميع الإلكترونات المتبقية بواسطة الرابطة 2/2 = 1 ويجب أن يكون هناك حد أدنى من الرابطة موجود بين Na و H لتكوين رابطة وإكمال الثمانية.

5. NaH شكل هيكل لويس

الشكل الجزيئي للجزيء هو ترتيب للذرة المركزية مع ذرات أخرى في شكل هندسي. دعونا نتوقع الشكل الجزيئي لـ NaH.

الشكل الجزيئي لـ NaH خطي حول ذرات Na و H الطرفية والتي يمكن التنبؤ بها من الجدول التالي.

جزيئي
المعادلة
رقم
أزواج السندات
رقم
ثنائي وحيد
الشكل  علم الهندسة    
AX10خطي  خطي
AX2        20خطي  خطي  
AX       11خطي  خطي  
AX330ثلاثي الزوايا
مستو
ثلاثي الزوايا
مستو
AX2E     21انحنىثلاثي الزوايا
مستو
AX2     12خطي  ثلاثي الزوايا
مستو
AX440رباعي السطوحرباعي السطوح
AX3E     31ثلاثي الزوايا
هرمي        
رباعي السطوح
AX2E2                2انحنىرباعي السطوح
AX3                     13خطي  رباعي السطوح
AX550ثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
ثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
AX4E     41تأرجحثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
AX3E2    32على شكل حرف T         ثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
AX2E3    23خطي   ثلاثي الزوايا
biهرمي
AX660ثماني السطوحثماني السطوح
AX5E     51             مربع
هرمي   
ثماني السطوح
AX4E2                    42مربع
هرمي 
ثماني السطوح
جدول VSEPR
الشكل الجزيئي NaH

يتم تحديد الشكل الجزيئي للجزيء الأيوني من خلال التركيب البلوري ويتم التنبؤ بالجزيء التساهمي بواسطة نظرية VSEPR (تنافر زوج الإلكترونات من Valence Shell) ، ووفقًا لهذه النظرية ، يكون نوع الجزيء AX الذي له هندسة خطية.

6. زاوية هيكل NaH لويس

زاوية الرابطة هي الزاوية التي تصنعها الذرات في شكل معين للتوجيه الصحيح في هذا الترتيب. دعونا نحسب زاوية الرابطة لجزيء NaH.

يحتوي NaH على هندسة خطية بحيث يكون له زاوية رابطة مقدارها 1800 لأنه بالنسبة للهندسة الخطية ، تكون زاوية الرابطة دائمًا 1800 من الحساب الرياضي. لا يوجد تنافر صارم ، لذا لا توجد فرصة لانحراف زاوية الرابطة المثالية للجزيء الخطي بين Na و H.

زاوية السندات NaH
  • الآن نقوم بدمج زاوية الرابطة النظرية مع قيمة زاوية الرابطة المحسوبة بواسطة قيمة التهجين.
  • صيغة زاوية الرابطة وفقًا لقاعدة بينت هي COSθ = s / (s-1).
  • Na غير مهجن ولكن بسبب الهندسة الخطية ، فإنه يعتمد تهجين sp.
  • يتم تهجين الذرة المركزية Na ، لذا فإن الحرف s هنا هو 1/2th
  • إذن ، زاوية الرابطة هي COSθ = {(1/2)} / {(1/2) -1} = - (1)
  • Θ = COS-1(-1/2) = 1800

7. نا إتش لويس المسؤول الرسمي عن هيكل

بمساعدة الشحنة الرسمية ، يمكن التنبؤ بشحنة جزئية موجودة على كل ذرة في جزيء بواسطة كهربية متساوية. دعونا نتوقع الشحنة الرسمية لذرة NaH.

الشحنة الرسمية لـ NaH هي صفر لأنه يبدو أنها محايدة ، ولكن هناك شحنة موجودة على ذرة Na و H. هذه الشحنات متساوية في الحجم ولكنها معاكسة في الاتجاه ، لذلك يمكن إلغاؤها وجعل الجزيء محايدًا. لذلك ، توقع وجود شحنة جزئية فوق كل ذرة.

  • يكون الجزيء محايدًا عند حساب الشحنة الرسمية بالصيغة ، الشحنة الرسمية = Nv - نليرة لبنانية -1/2 نبي بي
  • الشحنة الرسمية الموجودة على ذرة Na هي 1-0- (0/2) = +1
  • الشحنة الرسمية الموجودة على ذرة H هي 0-1- (0/2) = -1
  • لذلك ، فإن كل كاتيون وأنيون يحملان شحنة واحدة والقيمة هي نفسها ولكنهما متعاكسان في طبيعتهما ويلغيان لجعل الشحنة الرسمية صفرًا لجزيء NaH.

8. ناه تهجين

بالنسبة للجزيئات التساهمية ، تخضع الذرة المركزية للتهجين لتشكيل مدار هجين من الطاقة المكافئة. دعنا نعرف عن تهجين NaH.

يتم تهجين Na المركزية sp في جزيء NaH والذي يمكن تأكيده بالجدول التالي.

الهيكلية   تهجين
القيمة  
حالة من
تهجين
من الذرة المركزية
زاوية السندات
1. الخطي         2         sp / sd / pd1800
2-المخطط
ثلاثي الزوايا      
3sp2                   1200
3. رباعي السطوح 4sd3/ س3109.50
4 ثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
5sp3د / دسب3900 (محوري)،
1200(استوائي)
5. الاوكتاهدرا   6        sp3d2/ د2sp3900
6. خماسي
ثنائي الهرمي
7sp3d3/d3sp3900، 720
جدول التهجين
  • يمكننا حساب التهجين بواسطة صيغة الاصطلاح ، H = 0.5 (V + M-C + A) ،
  • إذن ، تهجين Na المركزية هو ½ (3 + 1 + 0 + 0) = 2 (sp)
  • ويشارك مدار واحد s ومدار واحد لـ Na في التهجين.
  • لا تشارك الأزواج الوحيدة الموجودة فوق الذرات في عملية التهجين.

9. NaH الذوبان

معظم الجزيئات الأيونية قابلة للذوبان في الماء لأنها يمكن أن تنفصل وتصبح قابلة للذوبان في الماء. دعونا نرى ما إذا كان NaH قابل للذوبان في الماء أم لا.

NaH قابل للذوبان في الماء لأنه يمكن أن يتأين لتكوين أيونيين وهذه الأيونات قابلة للذوبان في الماء. في الواقع ، عندما ينفصل NaH في الأيونات ، فإنه يشكل Na + ويمكن لهذا الأيون جذب جزيء الماء المحيط بجهدته الأيونية ، ويمكن لأيون الهيدريد تكوين رابطة H مع جزيء الماء.

بصرف النظر عن جزيء الماء ، فإن NaH قابل للذوبان في المذيبات التالية

  • لجنة علم المناخ4
  • CS2
  • البنزين
  • الميثانول
  • CHCl3
  • غاز الأمونيا

10. هل NaH صلب أم غاز؟

غالبًا ما تكون المركبات الأيونية صلبة بطبيعتها لأنها تمتلك بنية بلورية مناسبة ورابطًا قويًا. دعونا نتحقق مما إذا كان NaH صلبًا أم لا.

NaH عبارة عن جزيء صلب له بلورة مكعبة في مركز الوجه وتكون طاقة البلورة قوية جدًا للبقاء في شكل صلب. نظرًا لوجود البلورة ، فإن الانتروبيا منخفضة جدًا بالنسبة للجزيء ، ولهذا السبب ، فإن جميع الذرات متراصة بشكل وثيق في البلورة. يبدو كمادة صلبة بلورية رمادية.

ثابت الشبكة لجزيء NaH أعلى مما يعني أنه موجود في شكل بلوري صلب في درجة حرارة الغرفة.

11. هل NaH قطبي أم غير قطبي؟

المركبات الأيونية ذات طبيعة قطبية بسبب تكوين الرابطة بينها كونها قطبية في طبيعتها. دعونا نتحقق مما إذا كان جزيء NaH قطبيًا أم لا.

NaH هو قطبي جزيء لأن هناك فرقًا كهربيًا كافيًا موجودًا في ذرتين وأيضًا لكونه هيكلًا خطيًا ، فلا توجد طريقة لإلغاء عزم ثنائي القطب من Na إلى H.

أيضًا ، الرابطة المتكونة بين Na و I هي عن طريق التبرع بالإلكترونات وبسبب التفاعل الإلكتروني ، فإن الرابطة لها طابع أكثر قطبية.

12. هل NaH حمضي أم قاعدي؟

إذا كان الجزيء قادرًا على إطلاق أيونات البروتون أو الهيدروكسيد في محلول مائي ، فإنه يسمى حمض أو قاعدة على التوالي. دعونا نتحقق مما إذا كان NaH أساسيًا أم لا.

NaH هي قاعدة قوية على الرغم من أنها لا تحتوي على H.+ أو أوه- يحتوي على أيون هيدريد يمكنه سحب البروتون من حمض مترافق لاحق آخر. يمتلك أيون الهيدريد تقاربًا أعلى لسحب البروتون لتكوين جزيء هيدروجين ويتصرف كقاعدة برونزية قوية.

حتى في عكس NaH حيث يفصل الجزيء Na- وH+ وبسبب تكوين البروتون فإنه يتصرف كحمض قوي.

13. هل NaH المنحل بالكهرباء؟

للجزيئات الأيونية طبيعة إلكتروليتية أعلى لأنها تتكون من التفاعل القوي للأيونات. دعونا نرى ما إذا كان NaH هو إلكتروليت أم لا.

NaH هو إلكتروليت قوي لأنه عندما يتفكك في محلول مائي يكون Na+ وH-، وهي أيونات قوية وحركة هذه الأيونات عالية جدًا. الإمكانات الأيونية أيضًا هذه الأيونات أعلى جدًا وتحمل الكهرباء عبر المحلول المائي بسرعة كبيرة.

14. هل NaH أيوني أم تساهمي؟

الجزيء الأيوني له تفاعل قوي بين الذرات المكونة وله قوة استقطاب أعلى. دعونا نرى ما إذا كان NaH أيوني أم لا.

NaH هو جزيء أيوني لأن الجزيء يتكون عن طريق التبرع الإلكتروني وآلية القبول وليس عن طريق المشاركة. أيضًا ، يحتوي Na + على إمكانات أيونية أعلى نظرًا لكثافة الشحنة ، لذلك يمكنه استقطاب الأنيون بسهولة ، كما أن أيون الهيدريد لديه قابلية أكبر للاستقطاب وفقًا لقاعدة فاجان ، فهو جزيء أيوني.

في الختام

NaH هو قاعدة برونستيد غير عضوية قوية ويمكن استخدامه في العديد من التفاعلات العضوية لسحب البروتون الحمضي من الجزيء المطلوب. يمكن استخدامه أيضًا كمخزن للهيدروجين في خلية وقود.

بيسواروب شاندرا داي

مرحبًا ...... أنا بيسواروب شاندرا داي ، لقد أكملت الماجستير في الكيمياء. تخصصي هو الكيمياء غير العضوية. الكيمياء لا تدور حول القراءة سطراً بسطر والحفظ ، إنه مفهوم يجب فهمه بطريقة سهلة وهنا أشارككم مفهوم الكيمياء الذي أتعلمه لأن المعرفة تستحق مشاركتها.

آخر المقالات