Намунаҳои саволҳо дар бораи пайвандҳои ковалентӣ
Пендахулуан
Пайванди ковалентӣ як навъи пайванди химиявӣ аст, ки дар он ду атом як ҷуфт ё зиёда электронро барои ба даст овардани конфигуратсияи устувори электронӣ, масалан, дар газҳои наҷиб, муштарак истифода мебаранд. Ин пайванд одатан байни атомҳои ғайриметаллӣ, ки дорои электроманфии нисбатан баланд мебошанд ва фарқияти назаррас надоранд, ба амал меояд. Ташаккули пайванди ковалентӣ дар химияи органикӣ ва ғайриорганикӣ нақши муҳим мебозад ва асоси бисёр пайвастагиҳое мебошад, ки мо ҳар рӯз бо онҳо дучор мешавем. Дар ин мақола, мо якчанд мисолҳоро дар бораи пайвандҳои ковалентӣ баррасӣ хоҳем кард ва роҳҳои ҳалли онҳоро пешниҳод хоҳем кард, то ба мо дар фаҳмидани беҳтари онҳо кумак кунанд.
Намунаҳои саволҳо ва муҳокима
Саволи 1
Навъ ва шумораи пайвандҳои ковалентиро, ки дар молекулаи H2O (об) ташаккул ёфтаанд, муайян кунед.
Муҳокима:
Молекулаи об аз як атоми оксиген (O) ва ду атоми гидроген (H) иборат аст.
1. Танзимоти электронӣ:
– Оксиген: 1s² 2s² 2p⁴ (дар маҷмӯъ 8 электрон)
– Гидроген: 1s¹ (дар маҷмӯъ 1 электрон)
Барои ноил шудан ба конфигуратсияи октет (8 электрон дар қабати берунии он) ба оксиген ду электрони дигар лозим аст, дар ҳоле ки ҳар як атоми гидроген барои ноил шудан ба конфигуратсияи дуплетӣ (2 электрон дар қабати К) ба як электрон ниёз дорад.
2. Ташаккули пайвандҳои ковалентӣ:
- Ҳар як атоми гидроген як электронро бо як атоми оксиген муштарак мекунад.
– Оксиген ду электронро бо ду атоми гидроген тақсим мекунад, як электрон барои ҳар як атом.
Ҳамин тариқ, дар молекулаи H2O ду пайванди ковалентӣ ба вуҷуд меоянд, яке мутаносибан байни атоми оксиген ва атоми гидроген.
Саволи 2
Сохтори Люисро барои молекулаи метан (CH₄) нависед.
Муҳокима:
Метан аз як атоми карбон (C) ва чор атоми гидроген (H) иборат аст.
1. Танзимоти электронӣ:
– Карбон: 1s² 2s² 2p² (дар маҷмӯъ 6 электрон)
– Гидроген: 1s¹ (дар маҷмӯъ 1 электрон)
Карбон чор электрони валентӣ (2s² 2p²) дорад ва барои расидан ба як октет ба чор электрони дигар ниёз дорад.
2. Ташаккули пайвандҳои ковалентӣ:
- Ҳар як атоми гидроген як электронро бо атоми карбон муштарак мекунад.
– Карбон чор электронро бо чор атоми гидроген тақсим мекунад, яктоӣ барои ҳар як атом.
Сохтори Льюис барои метан чунин аст:
""
H
|
Ҳ – С – Ҳ
|
H
""
Карбон дар марказ бо чор пайванди ковалентии ягона бо чор атоми гидроген ҷойгир аст.
Саволи 3
Сохтор ва шакли молекулавии гази карбон (CO₂)-и Люисро муайян кунед.
Муҳокима:
Гази дуоксиди карбон аз як атоми карбон (C) ва ду атоми оксиген (O) иборат аст.
1. Танзимоти электронӣ:
– Карбон: 1s² 2s² 2p² (дар маҷмӯъ 6 электрон)
– Оксиген: 1s² 2s² 2p⁴ (дар маҷмӯъ 8 электрон)
Карбон чор электрони валентӣ дорад, дар ҳоле ки ҳар як атоми оксиген шаш электрон дорад. Карбон барои як октет ба чор электрони дигар ниёз дорад, дар ҳоле ки ҳар як атоми оксиген ба ду электрони дигар ниёз дорад.
2. Ташаккули пайвандҳои ковалентӣ:
– Карбон бо ҳар як атоми оксиген ду электронро муштарак дорад.
– Байни карбон ва ҳар як оксиген ду пайванди дукаратаи ковалентӣ ба вуҷуд меоянд.
Сохтори Льюис барои CO₂ чунин аст:
""
O = C = O
""
Шакли молекулавӣ хаттӣ буда, кунҷи пайванди он 180° аст.
Саволи 4
Шумораи умумии электронҳои валентиро ҳисоб кунед ва сохтори Люисро барои молекулаи аммиак (NH₃) кашед.
Муҳокима:
Аммиак аз як атоми нитроген (N) ва се атоми гидроген (H) иборат аст.
1. Танзимоти электронӣ:
– Нитроген: 1с² 2с² 2п³ (дар маҷмӯъ 7 электрон)
– Гидроген: 1s¹ (дар маҷмӯъ 1 электрон)
Нитроген панҷ электрони валентӣ дорад, ки барои як октет ба се электрони дигар ниёз дорад.
2. Шумораи умумии электронҳои валентӣ:
– Нитроген: 5 электрони валентӣ.
– Гидроген (3 атом): 3 электрон (1 электрон барои як атом).
Электронҳои валентии умумӣ = 5 + 3 = 8 электронҳои валентӣ.
3. Ташаккули пайвандҳои ковалентӣ:
– Нитроген бо ҳар як атоми гидроген як электронро муштарак дорад.
Сохтори Льюис барои NH₃ чунин аст:
""
H
|
Ҳ – Н – Ҳ
|
""
Ва як ҷуфт электронҳои озод (ҷуфти ягона) дар нитроген аст.
Саволи 5
Сохтори Люисро барои иони нитрат (NO₃⁻) кашед ва шарҳ диҳед.
Муҳокима:
Иони нитрат як пайвастагии полиатомӣ бо як нитроген (N) ва се оксиген (O) ва заряди манфӣ мебошад.
1. Танзимоти электронӣ:
– Нитроген: 1с² 2с² 2п³ (дар маҷмӯъ 7 электрон)
– Оксиген: 1s² 2s² 2p⁴ (дар маҷмӯъ 8 электрон)
Нитроген панҷ электрони валентӣ дорад, дар ҳоле ки ҳар як оксиген шаш электрони валентӣ дорад.
2. Шумораи умумии электронҳои валентӣ:
– Нитроген: 5 электрон.
– Оксиген (3 атом): 18 электрон (6 электрон барои як атом).
– Илова бар ин, аз ҳисоби ионҳои манфӣ: 1 электрон.
Электронҳои валентии умумӣ = 5 + 18 + 1 = 24 электронҳои валентӣ.
3. Ташаккули пайвандҳои ковалентӣ ва омодасозии сохторҳои Льюис:
– Нитроген бо яке аз атомҳои оксиген пайванди дугона ва бо ду атоми дигари оксиген пайванди якгона ба вуҷуд меорад.
– Тақсимоти баробари заряди манфӣ байни ду атоми оксиген бо пайвандҳои ягона резонансро дар бар мегирад.
Сохтори Люис барои NO₃⁻ чунин аст:
""
O
/
ON=O
""
Аммо барои тавсифи делокализатсияи электрон бояд аломати резонанс илова карда шавад.
Хулоса
Пайванди ковалентӣ як мафҳуми асосӣ дар химия аст, ки дар он атомҳо электронҳоро барои ба даст овардани устуворӣ бо ҳам тақсим мекунанд. Фаҳмидани тарзи кашидани сохторҳои Люис, ҳисоб кардани электронҳои валентӣ ва муайян кардани шаклҳои молекулавӣ малакаҳои муҳим барои фаҳмиши амиқтари равандҳои кимиёвӣ мебошанд. Тавассути мисолҳои дар боло овардашуда, умедворем, ки хонандагон ташаккул ва хусусиятҳои пайвандҳои ковалентиро беҳтар дарк хоҳанд кард.
