2.6 : الأشكال الجزيئية

نظره عامه

شكل الجزيء يساهم في وظيفته و تفاعلاته مع الجزيئات الأخرى. على مر السنين ، وضعت العديد من النماذج المختلفة للتمثيل البصري للجزيئات.

التمثيلات ثنائية الأبعاد للجزيئات

تم تطوير تراكيب لويس من قبل جيلبرت نيوتن لويس ، الذي نشر هذه التراكيب لأول مرة في ورقته ”الذرة و الجزيء“ في عام ١٩١٦. تستخدم تراكيب لويس الرموز الكيميائية للعناصر. و تمثل الخطوط التي تربط العناصر الروابط التساهمية ، و تمثل أزواج النقاط أزواجاً من الإلكترونات التي لا تشارك في الروابط.

هيكل خط الروابط هو وسيلة أبسط لتصور الجزيئات العضوية (القائمة على الكربون) من بنية لويس. في تراكيب خط الروابط ، من المفهوم أن ذرات الكربون و الهيدروجين موجودة في أي مكان ينتهي فيه الخط أو ينحني بزاوية ، بدلاً من أن يتم رسمها صراحة. تراكيب خط الروابط مفيدة بشكل خاص لنمذجة الجزيئات الكبيرة التي تحتوي على كميات كبيرة من الكربون و الهيدروجين أو سلاسل الهيدروكربونات الطويلة جداً ، مثل تلك التي توجد عادة في الكيمياء العضوية و الكيمياء الحيوية.

تمثيل ثلاثي الأبعاد للجزيئات

تعد النماذج ثنائية الأبعاد مفيدة لفهم التراكيب الجزيئية الأساسية. و مع ذلك ، للتنبؤ كيف ستتفاعل الجزيئات مع بعضها البعض و مع المواد الأخرى ، من المهم فهم كيفية وجود الجزيئات في الفضاء ثلاثي الأبعاد. تظهر نماذج الكرة و العصا العلاقات ثلاثية الأبعاد بين الذرات داخل الجزيء.

نماذج ملء الفضاء تأخذ مفهوم نماذج الكرة و العصا أبعد من ذلك ، و توفر رؤية ثلاثية الأبعاد أكثر دقة للجزيئات من خلال تصوير الذرات بطريقة تحافظ على نسب أنصاف الأقطار الذرية. بدلا من استخدام خطوط بين الذرات لتمثيل الروابط ، فإن قرب الكرات من بعضها البعض يشير إلى قوة الرابطة. فالذرات ذات الروابط الأقوى ، مثل الروابط المزدوجة ، يتم تمثيلها بكرات تتداخل أكثر من الكرات التي تمثل ترابط ذرات أكثر ضعفاً. وسم الذرات برموزها الكيميائية غير ضروري بشكل عام ، لأن نماذج ملء الفضاء ، و الكرة و العصا ، تستخدم ألواناً موحدة لتمثيل ذرات العناصر المختلفة. الأحمر يمثل الأكسجين ، و الأسود هو الكربون ، و الأبيض هو الهيدروجين. أما العناصر الأخرى التي تشكل عادة مركبات تساهمية ، بما في ذلك النيتروجين و الكبريت و الفوسفور و الكلور و الفلور و البروم ، فتوضح أيضاً بألوان محددة.