نسخة الفيديو النصية
في جزيء الإيثين، توجد جميع روابط 𝜎 الخمس في نفس المستوى. ما المنطقة الفراغية التي تشغلها الرابطة 𝜋 بالنسبة إلى الرابطة المركزية 𝜎 في جزيء الإيثين؟ (أ) محيطة بالرابطة 𝜎 في شكل أنبوب، (ب) أعلى وأسفل الرابطة 𝜎، (ج) حول الرابطة 𝜎 طوليًّا، (د) أعلى الرابطة 𝜎، أو (هـ) موازية للرابطة 𝜎 على نفس المستوى.
روابط سيجما روابط تساهمية تتشكل من خلال التداخل الرأسي أو التداخل الطرفي للأنواع المختلفة من مدارات الترابط المهجنة أو غير المهجنة. يذكر السؤال وجود خمس روابط 𝜎 في الإيثين. الروابط الخمس الموجودة في كل جزيء إيثين موضحة بالخطوط السوداء، والروابط الوتدية والشرطات. تعريف روابط 𝜎 يذكر المدارات المهجنة. التهجين المداري هو مفهوم تداخل المدارات الذرية لتكوين أنواع جديدة ومختلفة من المدارات المهجنة.
يذكر السؤال أيضًا روابط 𝜋. روابط 𝜋 نوع من الروابط التساهمية التي تتكون من خلال التداخل بالجنب بين مدارين متجاورين للغلاف الفرعي p. توجد رابطة 𝜋 بين ذرتي الكربون في الإيثين. ونحتاج إلى تحديد أي من مناطق الفراغ الموضحة باللون الأزرق تشغلها الرابطة 𝜋 في الإيثين. قبل أن نفعل ذلك، دعونا نستعرض روابط 𝜎 في الإيثين. لفعل ذلك، علينا أولًا إفراغ بعض المساحة.
يحتوي الكربون على أربعة إلكترونات تكافؤ أو أربعة إلكترونات في الغلاف الخارجي. يوجد اثنان منها في مدار 2s، والاثنان الآخران في اثنين من مدارات 2p الثلاثة. يمكن أن يرتقي أحد إلكتروني المدار 2s إلى المدار 2pz. وبعد ذلك، يكون من الممكن تهجين المدارين 2s و2p. يمكن تهجين المدارات بطرق مختلفة، ولكن في حالة الإيثين، يحدث التهجين بين المدار s ومدارين من المدارات p، وتكون مدارات sp2 مهجنة، ولكن سيظل المدار pz غير مهجن. وكل ذرة من ذرتي الكربون في الإيثين سيكون لها ثلاثة مدارات من النوع sp2. سيتداخل اثنان من هذه المدارات، وتتكون رابطة 𝜎 بين ذرتي الكربون. وتتداخل مدارات sp2 الأربعة الأخرى في الإيثين مع مدارات 1s للهيدروجين، وتكون معًا أربع روابط 𝜎 أخرى.
وبذلك نكون قد تعرفنا على كيفية تكون روابط 𝜎 الخمس في الإيثين. إذ تتكون من تداخل مدارين sp2 أو مدار sp2 ومدار 1s. وقد تناولنا الآن جميع مدارات sp2؛ لذا علينا التطرق إلى مدارات 2pz. تقع جميع روابط 𝜎 في الإيثين في المستوى نفسه، وتقع مدارات pz للكربون أعلى هذا المستوى وأسفله. والتداخل بالجنب لهذين المدارين المتجاورين هو ما يسبب تكون الرابطة 𝜋. ومن ثم، فإن منطقة الفراغ التي تشغلها الرابطة 𝜋 تقع أعلى رابطة 𝜎 بين ذرات الكربون وأسفلها.
الرسم الموضح يشبه إلى حد كبير الرسم المعروض في الخيار ب. وعليه فإن إجابة السؤال «ما المنطقة الفراغية التي تشغلها الرابطة 𝜋 بالنسبة إلى الرابطة المركزية 𝜎 في جزيء الإيثين؟» هي (ب) أعلى وأسفل الرابطة 𝜎.
