مطلوب مسائل محلولة على قاعدة الثمانيات Octets Rule؟

Question

أمثلة وتمارين محلولة على قاعدة الثمانيات Octets Rule

Answer 1

نظرية القاعدة الثمانية The Octet Rule

- توصل العالم كوسل ولويس عام 1916م إلى نظرية القاعدة الثمانية أو ما تسمى بالنظرية الإلكترونية للتكافؤ (Electronic Theory of Valency) والتي تبين كيفية ترابط الذرات مع بعضها البعض في المركبات التساهمية.

نص نظرية القاعدة الثمانية

- جميع الذرات تميل إلى أن تصل إلى التركيب الثماني والمماثل لأقرب غاز خامل فيما عدا الهيدروجين والليثيوم والبريليوم التي تميل للوصول إلى تركيب ذرة الهيليوم (غاز نبيل) أي الكترونين في المجال الخارجي.

- الرابطة التـسـاهمـية تتكون نتيجة لمشاركة الذرتين المرتبطتين بزوج او أكـثـر من الإلكترونات بحيث يصبح التركيب الإلكتروني لمدار التكافؤ (المدار الأخير) لكل منهما يحتوي على ثمان إلكترونات.

- يمكن معرفة عدد الروابط التساهمية التي تكونها أي ذرة من خلال عند الإلكترونات التي تشارك بها الذرة للوصول إلى التركيب الثماني. 

- وسوف نأخذ بعض الأمثلة على تكوين الرابطة التساهمية في ضوء القاعدة الثمانية

مثال (1) : كيفية تكون الرابطة (Cl-Cl) في جزيء الكلور Cl₂

التركيب الإلكتروني لذرة الكلور: 

₁₇Cl: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

تلاحظ أن المجال الخارجي لذرة الكلور يحتوي على سبع إلكترونات ، وبالتالي سوف تشارك كل ذرة بالكترون لتتكون رابطة واحدة ويصبح مجالها الأخير يحتوي على ثمان إلكترونات ، أي تصل إلى التركيب الثماني.

مثال (2): كيفية تكون الرابطة (H - H) في جزيء الهيدروجين H₂

التركيب الإلكتروني لذرة الهيدروجين: 

₁H: 1s¹ 

نلاحظ أن المجـال الخارجي لذرة الهيدروجين يـحـتـوي على إلكترون واحد ، وبالتالي سوف تشارك كل ذرة بإلكترون لتتكون رابطة واحدة ويصبح مجالها الأخير يحتوي على إلكترونان أي يشبه تركيب الغاز النبيل الهيليوم ( ₂He ) وبذلك تصل الذرتان إلى حالة استقرار.

مثال (3) : كيفية تكون الرابطة (N - H) في جزيء NH₃

التركيب الإلكتروني لذرة النيتروجين:

₇N: 1s² 2s² 2p³ 

التركيب الإلكتروني لذرة الهيدروجين:

H₁: 1s¹ 

نلاحظ أن المجال الخارجي لذرة النيتروجين يحتوي على خمس إلكترونات ، وبالتالي سوف تشارك ذرة النيتروجين بثلاث إلكترونات أي تتكون ثلاث روابط ويصبح مـجـالـهـا الأخير يحتوي على ثمان إلكترونات ، أي تصل إلى التركيب الثماني>

 أما بالنسبة للهيدروجين فيشارك بإلكترون ويصبح مجاله الأخير يحتوي على إلكترونين ، أي يصل إلى تركيب غاز الهليوم (He).

مثال (4): كيفية تكون الرابطة (O - H) في جزيء H₂O

التركيب الإلكتروني لذرة الأكسجين:

₇O: 1s² 2s² 2p⁴ 

التركيب الإلكتروني لذرة الهيدروجين: 

H₁: 1s¹ 

نلاحظ أن المجـال الخارجي لذرة الأكسجين يـحـتـوي على سـتـة إلكترونات ، وبالتالي سوف تشارك ذرة الأكسجين بإلكترونين أي تتكون رابطتان ويصبح مـجـالها الأخير يحتوي على ثمان الكترونات ، أي تصل إلى التركيب الثماني.

أما بالنسبة للهيدروجين فيشارك بإلكترون ويصبح مجاله الأخير يحتوي على إلكترونين ، أي يصل إلى تركيب غاز الهليوم (He)

يتبين مما سبق (حسب القاعدة الثمانية) أن :

عدد الروابط في الذرة = عدد الإلكترونات التي تشارك بها الذرة

Answer 2

مثال (5): حسب القاعدة الثمانية بين عدد الروابط لكل من : الفلور - السيليكون - النيون علماً بأن الأعداد الذرية : 14 = F=9 , Ne = 10 , Mg = 12 , Si

الحل:

التركيب الإلكتروني لذرة الفلور:

₉F: 1s² 2s² 2p⁵ 

المجال الخارجي لئرة الفلور يحتوي على سبع إلكترونات، وبالتالي سوف تشارك ذرة الفلوربإلكترون واحد أي تتكون رابطة واحدة فقط لتصل للتركيب الثماني.

التركيب الإلكتروني لذرة السيليكون: 

₁₄Si: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²

المجال الخارجي لذرة السيليكون يحتوي على أربع إلكترونات ، وبالتالي سوف تشارك ذرة السيليكون بأريع الكترونات أي تتكون أربع روابط لتصل للتركيب الثماني.

- التركيب الإلكتروني لذرة النيون :

₁₀Ne: 1s² 2s² 2p⁶ 

المجال الخارجي لذرة النيـون يـحـتـوي على ثمان إلكترونات، وبالتالي لن تشارك ذرة النيون بأي إلكترون وذلك لأنها وصلت للتركيب الثماني . أي أن النيون لن يتفاعل في الظروف العادية حسب القاعدة الثمانية .

مثال (6): أي الأيونات التالية يحمل التركيب الإلكتروني للغاز الخامل : ^-Ba⁺⁺ , O^- , Cl  حيث الأعداد الذرية : 8 = Cl = 17 , Ba =56 , O

الحل :

نكتب التـركـيـب الإلكتروني أولاً . مع العلم أن وجـود شـحـنـة سـالـبـة تـعني زيادة إلكتـرون والشحنة الموجبة تعني نقص إلكترون ، وهكذا . 

₁₇Cl^- : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

نلاحظ أن التركيب الإلكتروني للمجال الأخير يحمل ثمان إلكترونات ( 3s² 3p⁶ ) وبذلك فإن  ^-Cl يحمل التركيب الإلكتروني للغاز الخامل (التركيب الثماني ) .

₉O^-: 1s² 2s² 2p⁵ 

نلاحظ ان التركيب الإلكتروني للمجال الأخير يحمل سبع إلكترونات ( 3s² 3p⁵ ) وبذلك فإن  ^-O لا يحمل التركيب الإلكتروني للغاز الخامل (التركيب الثماني) .

₅₆Ba⁺⁺ : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁶ 

نلاحظ أن التركيب الإلكتروني للمجال الأخير يحمل ثمان إلكترونات ( 5s² 5p⁶ ) وبذلك فإن ⁺⁺Ba يحمل التركيب الإلكتروني للغاز الخامل (التركيب الثماني).