هندسة جزيئية متأرجحة

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

الشكل ثنائي الإسفينويدي أو المتأرجح (المعروف أيضًا باسم حامل المنشار [ 1 ] ) هو نوع من الأشكال الهندسية الجزيئية حيث توجد أربع روابط مع ذرة مركزية، ويتميز بتناظر جزيئي من النوع C2v . يُستمد اسم "المتأرجح" من تشابهه مع أرجوحة الملعب . في أغلب الأحيان، ينتج عن أربع روابط مع ذرة مركزية شكل رباعي الأوجه ، أو في حالات أقل شيوعًا، شكل مربع مستوٍ .

يحدث شكل الميزان عندما يكون للجزيء عدد فراغي يساوي 5، حيث ترتبط الذرة المركزية بأربع ذرات أخرى وزوج إلكتروني حر واحد (AX 4 E 1 في ترميز AXE ). تشكل الذرة المرتبطة بخمس ذرات أخرى (بدون أزواج إلكترونية حرة) هرمًا ثلاثيًا ثنائيًا بموقعين محوريين وثلاثة مواقع استوائية، ولكن في شكل الميزان، تُستبدل إحدى الذرات بزوج إلكتروني حر، والذي يكون دائمًا في الموقع الاستوائي. هذا صحيح لأن الزوج الإلكتروني الحر يشغل حيزًا أكبر بالقرب من الذرة المركزية (A) من زوج الإلكترونات الرابط. يتنافر الزوج الإلكتروني الحر الاستوائي مع زوجين رابطين فقط عند زاوية 90 درجة، بينما يتنافر الزوج الإلكتروني الحر المحوري الافتراضي مع ثلاثة أزواج رابطة عند زاوية 90 درجة، مما يجعل الجزيء غير مستقر. أما التنافر الناتج عن الأزواج الرابطة عند زاوية 120 درجة فهو أصغر بكثير وأقل أهمية. [ 2 ] [ 1 ]

بناء

تحتوي المركبات ذات الهندسة ثنائية الإسفينويد (المتأرجحة) على نوعين من الروابط : محورية واستوائية. يقع الزوج المحوري على طول محور رابطة مشترك، بحيث ترتبط الروابط بزاوية 180 درجة. أما الزوج الاستوائي من الروابط فيقع في مستوى متعامد مع محور الزوج المحوري. عادةً ما تكون مسافة الرابطة مع الروابط المحورية أطول من مسافة الرابطة مع الروابط الاستوائية. الزاوية المثالية بين الروابط المحورية والروابط الاستوائية هي 90 درجة، بينما الزاوية المثالية بين الرابطتين الاستوائيتين هما 120 درجة.

تخضع الجزيئات ثنائية الشكل الإسفيني، مثل الجزيئات ثنائية الهرم المثلثي، لدوران بيري الزائف ، حيث تتحرك الروابط المحورية إلى مواقع استوائية والعكس صحيح. ينتج عن هذا التبادل في المواقع بيئات متشابهة، متوسطة زمنيًا، لنوعي الروابط. وهكذا، يتكون طيف الرنين النووي المغناطيسي للفلور -19 لـ SF₄ (مثل طيف PF₅ ) من رنين واحد بالقرب من درجة حرارة الغرفة. [ 3 ] تعمل الذرات الأربع المتحركة كرافعة حول الذرة المركزية؛ على سبيل المثال، تدور ذرات الفلور الأربع في رباعي فلوريد الكبريت حول ذرة الكبريت. [ 4 ]

أمثلة

يُعدّ رباعي فلوريد الكبريت المثال الأبرز لجزيء ذي هندسة جزيئية ثنائية الشكل (انظر الصورة في أعلى اليمين). المركبات والأيونات التالية لها هندسة ثنائية الشكل: [ 5 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 شيلدز، شون ب. "هندسة الهرم الثلاثي المزدوج (SN = 5) (VSEPR الجزء 4)" (ملف PDF) . الكيمياء . تم الاطلاع عليه في 3 أبريل 2022. SN = 5 مع زوج إلكتروني حر واحد . الشكل الجزيئي: منشار أو أرجوحة
  2. ↑ ميسلر، غاري ل.؛ تار، دونالد أ. (1999). الكيمياء غير العضوية ( الطبعة الثانية). برنتيس هول. الصفحات 58-59 . ISBN   0-13-841891-8.
  3. ↑ كليمبرر، والتر ج.؛ كريجر، جين ك.؛ مكرياري، مايكل د.؛ مويتيرتيس، إي إل.؛ ترافيكانتي، دانيال د.؛ وايتسايدز، جورج م. (1975). "دراسة ديناميكية بالرنين المغناطيسي النووي لتبادل الفلور في رباعي فلوريد الكبريت السائل". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 97 (24): 7023-7030 . Bibcode : 1975JAChS..97.7023K . doi : 10.1021/ja00857a012 .
  4. ↑ كاس، ماريون إي؛ هي، كينغ كوك (ميمي)؛ رزيبا، هنري إس. (1 فبراير 2006). "آليات تبادل الذرات المحورية والاستوائية في العمليات الديناميكية: توضيح لآلية بيري شبه الدورانية، وآلية البوابة الدوارة، وآلية الرافعة من خلال تحريك أنماط الاهتزاز الطبيعية لحالة الانتقال" . مجلة التعليم الكيميائي . 83 (2): 336. Bibcode : 2006JChEd..83..336C . ​​doi : 10.1021/ed083p336.2 . تم تقديم المخطوطة إلى مجلة التعليم الكيميائي في 21 أبريل 2005.
  5. ↑ هندسة جزيئية متأرجحة، AX4E1، 25 ديسمبر 2007 ، مؤرشفة في 3 نوفمبر 2014، في أرشيف الإنترنت