مفاهیم اصلی

در این آموزش در ساختارهای تشدید، خواهید آموخت که ساختارهای تشدید چیست و چگونه می توانید تمام ساختارهای تشدید احتمالی یک مولکول را پیدا کنید. همچنین یاد خواهید گرفت که چگونه پایداری بین این ساختارها را شناسایی و مقایسه کنید.

موضوعات تحت پوشش در مقالات دیگر

ساختارهای تشدید چیست؟

ساختارهای تشدید اشکال مختلفی از یک مولکول هستند که در آن الکترون ها از منطقه ای به منطقه دیگر منتقل شده اند.

چرا ساختارهای تشدید مهم هستند؟

ساختارهای تشدید بسیار مهم هستند زیرا دید بسیار واقعی تری از شکل یک مولکول ارائه می دهند. لازم به ذکر است که هر ساختار رزونانسی به طور میانگین به a تقسیم می شود هیبرید رزونانس که هم شکل واقعی مولکول است و هم پایدارترین شکل تشدید.

چگونه ساختارهای تشدید یک مولکول را پیدا می کنید؟

هنگام ترسیم ساختارهای تشدید، در اینجا چند نکته وجود دارد که باید در نظر داشته باشید:

1. فقط الکترون ها را حرکت دهید (هرگز حرکت اتم ها).
   • این شامل الکترون های جفت تک و اوراق قرضه پی (به یاد داشته باشید: یک پیوند پی در یک پیوند دوگانه و دو پیوند پی در یک پیوند سه گانه وجود دارد.)
   • هرگز شکستن یک پیوند واحد (همچنین به عنوان پیوند سیگما شناخته می شود).
2. در یک زمان در یک منطقه کار کنید.
   • این به این معنی است که روی سه اتم نزدیک به هم تمرکز کنید و به سمت پایین مولکول بروید.
3. شما می خواهید در مناطق الکترونی چگالی شروع کنید.
   • این بدان معناست که شما الکترون ها را از بار منفی به سمت مثبت هل می دهید.
4. به طور معمول، شما جفت های تنها را به باند و اوراق قرضه را به جفت های تنها تبدیل خواهید کرد.
5. از قانون octet پیروی کنید و سعی کنید از هزینه های رسمی بزرگ دوری کنید.

مثال: چگونه ساختارهای تشدید اوزون را ترسیم می کنید (O₃)؟

اوزون چیست؟

ابتدا بیایید نگاهی به ازن بیندازیم. احتمالاً نام لایه اوزون در استراتوسفر زمین را شنیده اید. دلیل نامگذاری آن به “لایه ازن” به دلیل غلظت بالای ازن آن است که اکثر تابش فرابنفش خورشید را جذب می کند. در شیمی، یکی از قوی ترین عوامل اکسید کننده است زیرا پتانسیل کاهش استاندارد زیادی دارد.

ترسیم ساختار لوئیس ازن

برای یافتن ساختار رزونانس ازن، ساختار لوئیس ازن را ترسیم می کنیم. از آنجایی که فرمول مولکولی O است₃، می دانیم که 18 الکترون ظرفیتی وجود دارد (اکسیژن دارای شش الکترون ظرفیتی 6 x 3 = 18 است). پس از قرار دادن تمام الکترون ها، یک پیوند دوگانه و یک پیوند واحد خواهیم داشت.

ترسیم ساختار تشدید

توجه داشته باشید که یک نکته مثبت وجود دارد اتهام رسمی در بالای اکسیژن و یک منفی در اکسیژن سمت چپ آن. برای یافتن بارهای رسمی، تعداد الکترون های اتم را بشمارید دارد و آن را با الکترون های ظرفیت خود مقایسه کنید. به عنوان مثال، اکسیژن بالا دارای 5 الکترون است. 2 تا از الکترون ها یک جفت تنها هستند و 3 تای دیگر از پیوندها می آیند. به یاد داشته باشید که فقط یکی از الکترون های پیوند را در اختیار دارد. بنابراین، 6 – 5 = +1. همین امر در مورد اکسیژن پایین نیز وجود دارد. پایین سمت چپ دارای 7 الکترون و 6 – 7 = -1 است. برای یافتن تعداد الکترون های ظرفیت به عدد گروه بالای جدول تناوبی مراجعه کنید.

مرحله 1: الکترون های اکسیژن را با بار منفی منتقل کنید و آن را به یک پیوند دوگانه تبدیل کنید.

مرحله 2: پیوند دوگانه بین اکسیژن مثبت و اکسیژن خنثی را بشکنید. دو الکترون را که زمانی در یک پیوند واحد بودند روی اکسیژن سمت راست قرار دهید.

مرحله 3: اکنون یک بار منفی به اکسیژن پایین سمت راست اضافه کنید زیرا اکنون بار رسمی آن 1- است.

توجه کنید که چگونه فلش جداکننده سازه ها دو سر دارد. ساختارهای تشدید از این برای نشان دادن جریان الکترون‌هایی که به جلو و عقب می‌روند استفاده می‌کنند. هنگامی که نتوانید یک ساختار رزونانس منحصر به فرد جدید ایجاد کنید، می توانید متوقف شوید.

چگونه پایدارترین ساختار تشدید را تعیین می کنید؟

سازه های تشدید با کمترین مقدار انرژی به عنوان پایدارترین ساختار شناخته شده اند. این مهم است زیرا هرچه پایداری یک ساختار منفرد بیشتر باشد، بیشتر به هیبرید رزونانس کمک خواهد کرد. پایدارترین سازه ها به نام مشارکت کنندگان عمده. در این میان کم‌پایدارترین سازه‌ها به نام مشارکت کنندگان جزئی. برای اینکه بفهمید کدام ساختار رزونانسی پایدارتر است، پنج قانون اصلی وجود دارد که باید دنبال کنید. (توجه: اگر دو ساختار برابر باشند، به طور مساوی کمک خواهند کرد.)

قوانین پایداری رزونانس:

1. هیبرید تشدید پایدارتر از هر ساختار منفرد است.
2. سازه بدون بار از هر سازه ای که باردار است پایدارتر است.
3. ساختاری که کمترین تعداد بارهای رسمی را دارد، پایدارتر از سازه هایی است که بیشتر دارند
4. پایدارترین ساختار دارای این خواهد بود بار منفی بر روی بیشترین قرار داده شده است اتم الکترونگاتیو.
5. پایدارترین ساختار دارای این خواهد بود بار مثبت بر روی حداقل قرار داده شده است اتم الکترونگاتیو

مثال: کدام سازه ها پایدارترین هستند؟

اولین چیزی که باید به آن توجه کنید این است که بار منفی برای هر ساختار در ناحیه متفاوتی قرار دارد. با بازگشت به آنچه می دانیم، پایدارترین ساختار دارای بار منفی بر روی الکترونگاتیوترین اتم خواهد بود. در این حالت دو اتم متفاوت داریم: اکسیژن و کربن. کدام الکترونگاتیو بیشتر است؟ اگه گفتی اکسیژن درست میگی. بنابراین سازه های 2 و 3 از 1 و 4 پایدارتر هستند.

ساختار 2 یا 3 کدام پایدارتر است؟

پاسخ این است که آنها برابر هستند و بنابراین، به عنوان مشارکت کنندگان اصلی به همان اندازه مشارکت خواهند داشت.