فيديو السؤال: تحديد الأنواع التي لا تعتبر أحماض لويس في مجموعة من الصيغ الكيميائية الكيمياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي الأنواع الآتية ليس حمض لويس؟ (أ) ‪H⁺‬‏، (ب) ‪Mg²⁺‬‏، (ج) ‪NH₃‬‏، (د) ‪AlCl₃‬‏، (هـ) ‪BF₃‬‏.

حمض لويس هو مادة يمكنها استقبال زوج من الإلكترونات. إذا كان النوع يمكنه استقبال زوج من الإلكترونات، فهو على الأرجح به نقص في الإلكترونات. نص السؤال هو: أي الأنواع الآتية ليس حمض لويس؟ لذا، علينا تحديد أي الخيارات من (أ) إلى (هـ) لا يمكنه استقبال زوج من الإلكترونات. الخيار (أ) هو ‪H+‬‏. الحرف الكبير ‪H‬‏ هو الرمز الكيميائي للهيدروجين. إذا بحثنا عن الهيدروجين في الجدول الدوري، فسنجد أن عدد البروتونات به، أو عدده الذري، يساوي واحدًا. لذا، فإن ذرة الهيدروجين تحتوي على إلكترون واحد.

يحتوي أيون الهيدروجين على شحنة واحدة موجبة. هذا يعني أن عدد الإلكترونات في الأيون سيكون أقل من الذرة بمقدار إلكترون واحد. لذا، فإن أيون الهيدروجين لا يحتوي على أي إلكترونات، فقط يحتوي على بروتون واحد. لكن بما أن الغلاف الإلكتروني الأول يمكن أن يحتوي على إلكترونين كحد أقصى، فإن أيون ‪H+‬‏ يمكنه استقبال زوج من الإلكترونات. وبذلك، يمتلئ الغلاف الإلكتروني الأول. أحد الأمثلة على أيون الهيدروجين الذي يستقبل زوجًا من الإلكترونات هو منح جزيء الماء زوجًا من الإلكترونات لأيون ‪H+‬‏. وينتج هذا ‪H3O+‬‏، الذي يعرف باسم أيون الهيدرونيوم. وبما أن أيون ‪H+‬‏ يمكنه استقبال زوج من الإلكترونات، فهو حمض لويس. إذن الخيار (أ)، أي ‪H+‬‏، ليس إجابة هذا السؤال.

الخيار (ب) هو ‪Mg2+‬‏. كما هو الحال في الخيار (أ)، يكون لهذا النوع شحنة موجبة أيضًا، وهو ما يشير إلى أن هذا النوع به نقص في الإلكترونات. إذن، هذا يعني أن ‪Mg2+‬‏ هو على الأرجح حمض لويس. ‏‪Mg‬‏ هو الرمز الكيميائي للمغنيسيوم. يوجد المغنيسيوم في المجموعة الثانية من الجدول الدوري، وبذلك فإن ذرات المغنيسيوم بها إلكترونان في غلافها الخارجي. أيون المغنيسيوم المذكور في السؤال له شحنة اثنين موجب. ومن ثم، فإن عدد الإلكترونات الموجودة في أيون المغنيسيوم أقل من تلك الموجودة في ذرة المغنيسيوم بمقدار إلكترونين، لذا يمكن أن يستقبل أيون ‪Mg2+‬‏ زوجًا من الإلكترونات. وبذلك، سيكون به عدد الإلكترونات نفسه الموجود في ذرة المغنيسيوم. وبما أن أيون ‪Mg2+‬‏ يمكنه استقبال زوج من الإلكترونات، فهو حمض لويس. ومن ثم، فالخيار (ب) ‪Mg2+‬‏ ليس إجابة هذا السؤال.

الخيار (ج) هو ‪NH3‬‏. ‏‪NH3‬‏ هو الأمونيا. تحتوي الأمونيا على زوج حر من الإلكترونات، حيث يعرف الزوج الحر بأنه زوجًا من إلكترونات التكافؤ، أو إلكترونات الغلاف الخارجي، التي لا تشارك في تكوين أي روابط تساهمية. يعني وجود هذا الزوج الحر أن الأمونيا غنية بالإلكترونات، وليس بها نقص بالإلكترونات، كما هو الحال مع حمض لويس. وبما أن الزوج الحر من الإلكترونات لا يشارك في تكوين رابطة تساهمية، فسيكون الزوج الحر متاحًا للمنح للأنواع الأخرى. وبناء عليه، من الأرجح أن تكون الأمونيا بمثابة قاعدة لويس، حيث تعرف قاعدة لويس بأنها مانحة لزوج من الإلكترونات. لذا فمن غير المرجح جدًّا أن تكون الأمونيا مستقبلًا لزوج من الإلكترونات. ومن ثم، فالأمونيا على الأرجح ليست حمض لويس، وفي هذه الحالة يكون الخيار (ج)، أي ‪NH3‬‏، هو إجابة هذا السؤال. لكن للتحقق من ذلك، لنلق نظرة على الخيارين (د) و(هـ).

(د) و(هـ) نوعان متشابهان، لذا لنلق نظرة عليهما معًا. الخيار (د) يحتوي على ‪Al‬‏ (الألومنيوم) والخيار (هـ) يحتوي على ‪B‬‏(البورون). ويمكننا إيجاد هذين العنصرين في المجموعة 13 من الجدول الدوري. وبناء عليه، فإن كلًّا منهما يحتوي على ثلاثة إلكترونات بالغلاف الخارجي. في الخيارين (د) و(هـ)، كونت كلتا الذرتين ثلاث روابط. يرتبط الألومنيوم بثلاث ذرات كلور، مكونًا كلوريد الألومنيوم، أما البورون فقد ارتبط بثلاث ذرات فلور، مكونًا ثلاثي فلوريد البورون. إن جميع إلكترونات الغلاف الخارجي الثلاثة الموجودة في كل من الألومنيوم والبورون تشارك في الرابطة.

الإلكترون الثاني لكل رابطة يأتي من ذرات الكلور والفلور، على الترتيب. وبالنسبة إلى هذين النوعين، يحتوي الألومنيوم والبورون على ستة إلكترونات في الغلاف الخارجي، لكن قاعدة الثمانيات تنص على أن الذرات تميل للارتباط حتى تحتوي على ثمانية إلكترونات في الغلاف الخارجي. هذا يعني أن كلًّا من ‪AlCl3‬‏ و‪BF3‬‏ يمكنهما استقبال إلكترونين، أو زوج من الإلكترونات، حتى يحققا قاعدة الثمانيات. وبما أن كلًّا من ‪AlCl3‬‏ و‪BF3‬‏ يمكنه استقبال زوج من الإلكترونات، فإن كلًّا منهما هو حمض لويس. هذا يعني أن الخيارين (د) و(هـ) لا يمكن أن يكونا إجابة هذا السؤال.

إذن إجابة السؤال: «أي الأنواع الآتية ليس حمض لويس؟» هي الخيار (ج) ‪NH3‬‏.