דוגמאות לקשרים קוולנטיים


קשרים קוולנטיים דוגמאות תמונת מסך

דוגמאות לקשרים קוולנטיים, נוסחת ייצוג אלקטרונית ונוסחה מולקולרית

בשיעור הקודם הסברנו מהו קשר קוולנטי ומהם נוסחה מולקולרית ומבנה לואיס (נוסחת ייצוג אלקטרונית). כעת נראה דוגמאות נוספות לקשרים שנוצרים בין אטומים של שני יסודות שהם אל-מתכות.

1. רשמו את הנוסחה המולקולרית של החומר הנוצר מאטומי היסודות מימן (H) ופחמן (C). רשמו נוסחת ייצוג אלקטרונית למולקולה המתקבלת.

נפעל בשלבים:
ראשית, נרשום נוסחת ייצוג אלקטרונית לכל אחד מהאטומים. על מנת לקבוע כמה אלקטרונים ערכיים יש לרשום עבור כל אחד מאטומי היסודות, נתבונן בטבלה המחזורית. הפחמן ממוקם בטור הרביעי ולכן יש לו 4 אלקטרוני ערכיות. המימן ממוקם בטור הראשון ולכן יש לו אלקטרון ערכיות אחד:

נוסחת-ייצוג-פחמן-ומימן
ניתן לקבוע שהפחמן שלו 4 אלקטרונים ברמה האחרונה ישתף ארבעה אלקטרונים כי חסרים לו 4 אלקטרונים וגם כי יש לו 4 אלקטרונים לא מזווגים.
ואילו המימן, שיש לו אלקטרון אחד, ישתף רק אלקטרון אחד. למימן חסר אלקטרון אחד ברמת האנרגיה האחרונה שלו. כאן המקום להיזכר שלמימן רמת אנרגיה אחת והיא יכולה להתמלא בשני אלקטרונים בלבד.
מכאן ישנן מספר דרכים להגיע לנוסחה המולקולרית של החומר המתקבל בין אטומי היסודות, מימן ופחמן.
הדרך שאראה כעת הופכת את מציאת הנוסחה המולקולרית של החומר לפשוטה ביותר. התהליך למציאת הנוסחה המולקולרית של החומר מתבסס על מציאת מכנה משותף למספר האלקטרונים שכל אטום משתף. לשם כך, נבצע תרגיל מתמטי פשוט של מכנה משותף:

מכנה-משותף-מימן-פחמן

המכנה המשותף של 1 ו-4 הוא 4. לכן, במולקולה של החומר החדש ישתתפו 4 אטומי מימן על כל אטום פחמן. יש לכפול את ה-1 של המימן ב-4 כדי להגיע ל-4: 1×4=4. יש לכפול את ה-4 של הפחמן ב-1 כדי להגיע ל- 4: 4×1=4.
המולקולה הפשוטה ביותר המכילה פחמן ומימן היא מתאן. הנוסחה המולקולרית המתארת את הרכבו המדויק של החומר היא CH4.
כעת נתאר את נוסחת הייצוג האלקטרונית של המולקולה שקיבלנו.
ברישום נוסחת הייצוג האלקטרונית, נתחיל תמיד מהאטום שמשתף את מספר האלקטרונים הגדול ביותר. במקרה הזה זהו הפחמן.

נוסחת-ייצוג-C
כעת, יש להוסיף לייצוג האלקטרוני 4 אטומי מימן. כל אטום מימן משתף אלקטרון אחד.
כיוון שלפחמן חסרים 4 אלקטרונים להשלמה לרמה אלקטרונית אחרונה מלאה, כל אלקטרון לא מזווג של הפחמן ייצור קשר עם אלקטרון של אטום המימן.
נקבל:

קשר-קוולנטי-CH4

כעת, כל אחד מהאטומים במולקולה CH4 הגיע לרמה אלקטרונית אחרונה מלאה.

דרך נוספת היא להתחיל מיד בייצוג האלקטרוני, כמו שתואר בסוף הדוגמה הקודמת ולנסות לחבר בין האטומים עד להשלמה לרמה אלקטרונית אחרונה מלאה. אני מעדיף את הדרך הראשונה.

2.  רשמו את הנוסחה המולקולרית של החומר הנוצר מאטומי היסודות כלור (Cℓ) וחנקן (N). רשמו נוסחת ייצוג אלקטרונית למולקולה המתקבלת.

בשלב ראשון נקבע מה מספר האלקטרונים שכל אטום ישתף. נעשה זאת לפי מספר האלקטרונים שחסרים לאטום ברמה האחרונה להשלמה לרמה אלקטרונית אחרונה מלאה. בשלב זה אין חובה לצייר נוסחת ייצוג אלקטרונית. את קביעת מספר האלקטרונים החסרים לאטום ברמה האחרונה ניתן לעשות על-פי מיקומו של היסוד בטבלה המחזורית.
אטום הכלור נמצא בטור השביעי בטבלה המחזורית ולכן יש לו 7 אלקטרוני ערכיות. חסר לו אלקטרון אחד להשלמה לרמה אחרונה מלאה שבה 8 אלקטרונים. אם כך, אטום הכלור ישתף אלקטרון אחד.
אטום החנקן נמצא בטור החמישי בטבלה המחזורית ולכן יש לו 5 אלקטרוני ערכיות. חסרים לו 3 אלקטרונים להשלמה לרמה אחרונה מלאה ולכן אטום החנקן ישתף 3 אלקטרונים.
כעת ניצור מכנה משותף למידת שיתוף האלקטרונים:

מכנה-משותף-כלור-וחנקן

המכנה המשותף הוא 3. יש לכפול את הכלור ב-3 ואת החנקן ב-1 ולכן יש לקחת 3 אטומי כלור על כל אטום חנקן.
בשפת הכימאים, נרשום את התוצאה באופן הבא NCℓ3 וזו, למעשה, הנוסחה המולקולרית של החומר.
כעת, נרשום לנוסחה המולקולרית הזו נוסחת ייצוג אלקטרונית.
נתחיל מאטום החנקן שהוא האטום המרכזי כלומר האטום שמשתף יותר אלקטרונים במולקולה NCℓ3. נשים לב שאטום החנקן צריך לשתף שלושה אלקטרונים ואילו הכלור רק אחד. לכן, כל אחד משלושת אטומי הכלור ישתף רק אלקטרון אחד עם האלקטרונים הלא מזווגים (הבודדים) של החנקן.

קשר-קוולנטי-NCl3

שימו לב שכעת לכל אחד מהאטומים יש רמת אנרגיה אחרונה מלאה.

כמובן שאין צורך לסמן את האלקטרונים בצבעים שונים. המטרה היא רק להראות מה המקור של כל אחד מהאלקטרונים בקשר .

המשך התוכן בעמוד זה למנויים בלבד

אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

לרכישת מנוי לחץ כאן