تهجين الأفلاك ثلاثي الأبعاد – sp³ وsp² وsp والروابط σ وπ

ماذا تعرض

يفسّر التهجين الأشكال التي تتخذها الجزيئات. يمتزج الفلك 2s للذرة المركزية مع فلك أو فلكين أو ثلاثة أفلاك 2p لتكوين أفلاك مهجنة sp أو sp² أو sp³ تفصل بينها زوايا 180° أو 120° أو 109.5°؛ ويحدد عدد مناطق الكثافة الإلكترونية نوع التهجين. في هذا النموذج ثلاثي الأبعاد تشاهد امتزاج الأفلاك، ثم اقتراب الذرات المرتبطة: يكوّن التداخل الرأسي على امتداد محور الرابطة روابط σ، ويكوّن التداخل الجانبي لأفلاك p المتبقية روابط π فوق المحور وتحته. وتضيّق الأزواج الحرة في NH₃ وH₂O الزوايا، بينما يُظهر الإيثين والإيثاين الروابط الثنائية والثلاثية.

طريقة الاستخدام

اختر جزيئًا واضغط «الخطوة التالية» للانتقال من «1. الأفلاك الذرية» إلى «2. التهجين» ثم «3. الروابط σ وπ»؛ ويعيد زر «إعادة عرض التهجين» تشغيل الامتزاج. اطلب من الطلاب التنبؤ بنوع التهجين وعدد روابط σ وπ قبل الخطوة 3، ثم تحقق من مخطط مربعات الإلكترونات والعدد في الأسفل. انتقل إلى «نموذج الكرة والعصا» لمقارنة أنواع الروابط، واستخدم «زوايا الروابط» للمقارنة بين CH₄ وNH₃ وH₂O.

المعاملات القابلة للتغيير

• الجزيء CH₄ – الميثان, NH₃ – الأمونيا, H₂O – الماء, C₂H₄ – الإيثين, BF₃ – ثلاثي فلوريد البورون, C₂H₂ – الإيثاين, CO₂ – ثاني أكسيد الكربون
• الخطوة المعروضة 1. الأفلاك الذرية, 2. التهجين, 3. الروابط σ وπ
• نوع النموذج نموذج الأفلاك, نموذج الكرة والعصا
• إظهار زوايا الروابط

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا لا يرتبط الكربون في CH₄ بأفلاك 2p النقية، وما زاوية الرابطة التي كانت ستنتج عن ذلك؟
2. كم رابطة σ وكم رابطة π في الإيثين وفي الإيثاين؟
3. لكل من NH₃ وBF₃ ثلاث ذرات مرتبطة، فلماذا يختلف تهجينهما وشكلهما؟