فيديو السؤال: تحديد نوع تهجين ذرة الكربون في البيوتان الكيمياء • الصف الثاني الثانوي

نسخة الفيديو النصية

البيوتان، ‪C4H10‬‏، له الصيغة البنائية الموضحة. ما نوع تهجين ذرة الكربون في البيوتان؟ أ: ‪sp3‬‏، ب: ‪sp‬‏، ج: ‪sp2‬‏، د: ‪sp3d‬‏.

تهجين المدارات هو مفهوم تداخل المدارات الذرية لتكوين أنواع جديدة ومختلفة من المدارات المهجنة. ذرات الكربون لها التوزيع الإلكتروني ‪He 2s2 2p2‬‏. من المنطقي افتراض أن المدارين الذريين ‪2s‬‏ و‪2p‬‏ لهما تداخلات مختلفة مع ذرات الهيدروجين المرتبطة تساهميًّا في جزيئات مثل البيوتان، نظرًا لاختلاف طاقاتهما وأشكالهما. لكن البيانات التجريبية تشير إلى أن الحال ليس كذلك على الإطلاق.

يميل المداران ‪2s‬‏ و‪2p‬‏ إلى التداخل رياضيًّا لتكوين أربعة مدارات ترابط مهجنة من النوع ‪sp3‬‏. وتكون جميعها روابط متكافئة مع إلكترونات المدار ‪1s‬‏ لذرات الهيدروجين المجاورة وتنتشر بالتساوي في فضاء ثلاثي الأبعاد. لنر كيف سيحدث هذا التهجين.

هذا هو توزيع إلكترونات التكافؤ في الكربون. يحتوي الكربون على إلكترونات التكافؤ في المدارين الذريين ‪2s‬‏ و‪2p‬‏. الخطوة الأولى في تهجين المدارات هي ارتقاء إلكترون. بالنسبة للكربون، يرتقي إلكترون ‪2s‬‏ إلى مدار ‪2p‬‏ فارغ، وهو ما يجعل الكربون في حالة مثارة. والآن، أصبح الكربون يحتوي على أربعة إلكترونات منفردة في المدارين ‪2s‬‏ و‪2p‬‏. تمتزج هذه الإلكترونات الأربعة المنفردة الموجودة في مدارين مختلفين معًا لتكوين أربعة مدارات متماثلة لها مستوى الطاقة نفسه. هذه المدارات الأربعة المتماثلة ليست مدارات من النوع ‪s‬‏ أو ‪p‬‏. وإنما هي مدارات مهجنة من النوع ‪sp3‬‏.

وعليه، فإن الخيار أ: ‪sp3‬‏، هو الإجابة الصحيحة.