فيديو السؤال: تحديد العالم الذي ساهم في توضيح بنية البنزين الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

لأي كيميائي يرجع الفضل في فرض ونشر البنية الصحيحة للبنزين؟

إن الكيميائي الألماني فريدريك أوجست كيكوليه أول من افترض البنية الكيميائية للبنزين. افترض كيكوليه في البداية أن البنزين عبارة عن حلقة هيدروكربون سداسية تحتوي على روابط أحادية وثنائية بالتبادل بين ذرات الكربون. وفقًا للأسطورة، توصل كيكوليه إلى فكرة هذه البنية الحلقية للبنزين بعد أن رأى في منامه ثعبانًا يأكل ذيله. بعد ذلك، عدل كيكوليه فرضيته عن بنية البنزين. في عام 1872، أوضح أن بنية البنزين ليست ثابتة. وافترض أن مواضع روابط كربون-كربون الثنائية والأحادية تتبدل بسرعة في الحلقة، وأنه يوجد اتزان ديناميكي بين هاتين البنيتين.

في نموذج كيكوليه البسيط للبنزين، لا توجد الإلكترونات إلا بين الذرات في الروابط الأحادية والثنائية الموجودة. غير العلماء فيما بعد نموذج كيكوليه لتفسير الخواص الفيزيائية والكيميائية للبنزين بشكل أفضل. يتضمن النموذج الأكثر دقة للبنزين إلكترونات غير متمركزة. بدلًا من وجود الإلكترونات غير المتمركزة بين الذرات فقط، يمكن أن توزع على جزء من جزيء أو عليه بالكامل. في حالة البنزين، توجد حلقة ذات كثافة إلكترونية غير متمركزة. كل ذرة كربون في حلقة البنزين مهجنة من النوع ‪sp2‬‏. باستخدام كل ذرة كربون مداراتها الثلاثة مهجنة من النوع ‪sp2‬‏، يمكن أن تكون ثلاث روابط ‪𝜎‬‏. توجد ثلاثة إلكترونات من إلكترونات التكافؤ لكل ذرة كربون في مدارات مهجنة من النوع ‪sp2‬‏. لذلك، يمكن أن تكون كل ذرة كربون رابطتي ‪𝜎‬‏ مع ذرتي الكربون المجاورتين، ورابطة ‪𝜎‬‏ ثالثة مع ذرة الهيدروجين.

من المهم أن نلاحظ هنا أننا نوضح إلكترونات التكافؤ والمدارات المهجنة في ذرات الكربون فقط، وليس في ذرات الهيدروجين. إن إلكترونات التكافؤ المشاركة في روابط ‪𝜎‬‏ تقع إلى حد كبير بين الذرات. الأمر المثير للاهتمام هو أن إلكترون التكافؤ الرابع لكل ذرة كربون يوجد في المدار ‪p‬‏ غير المهجن. تتداخل إلكترونات التكافؤ الموجودة في المدارات ‪p‬‏ غير المهجنة هذه وتكون روابط ‪𝜋‬‏ التي توزع على بنية الحلقة بأكملها.

على الرغم من أننا نعرف الآن أن نموذج الإلكترونات غير المتمركزة للبنزين أكثر دقة من النموذج الذي اقترحه كيكوليه في البداية، فلا يزال يرجع إليه الفضل في فرض ونشر البنية الصحيحة للبنزين.