كيفية حساب الشحنة الأسمية Formal Charge مع الأمثلة المحلولة؟

Question

كيفية حساب الشحنة الأسمية Formal Charge (الشحنة التقديرية)؟

أمثلة وتمارين محلولة على الشحنة التقديرية؟

Answer 1

الشحنة الأسمية Formal Charge

- يمكن إيجاد الشحنة الأسمية لذرة ما باستخدام القانون التالي:

حيث أن:

a = عدد الإلكترونات الخارجية (مجال التكافؤ) للذرة. وتساوي رقم المجموعة.

d = عدد الإلكترونات المفردة (الحرة) حول الذرة.

1/2c = نصف عدد الإلكترونات الداخلة في تكوين الروابط للذرة (عدد الروابط)

وللتسهيل يمكن استخدام القانون التالي:

تنبيه: لا يمكن معرفة الشحنة الاسمية للذرة إلا بعد كتابة تركيب لويس بشكل صحيح

أمثلة محلولة على الشحنة الأسمية

مثال (1): وضح الشحنة الأسمية على كل ذرة للجزيء NH₃ 

 الأعداد الذرية: 7 = H = 1 , N

الحل:

نجد أن تركيب لويس هو :

المجموعة (1A) :

 ₁H: 1s^l

المجموعة (5A)

₇N : 1s² 2s² 2p³

توجد الشحنة الأسمية لكل ذرة باستخدام القانون التالي:

الشحنة الأسمية للذرة = رقم المجموعة - عدد الإلكترونات الحرة - عدد الروابط

( Zero ) = (5) - (2) - ( 6 ) = (N)

H)₁ = (1) - (0) - ( 2 ) = Zero)

H)₂ = (1) - (0) - ( 2 ) = Zero)

H)₃ = (1) - (0) - ( 2 ) = Zero)

لتصبح كما يلي: 

ملاحظة : جميع الذرات شحنتها صفر لذلك لم تكتب شيئاً (شحنة) على الذرات.

مثال (2): وضح الشحنة الأسمية على كل ذرة في جزيء SO₂

الأعداد الذربة: 16 = O =8 , S 

الحل: 

نجد أن تركيب لويس كالتالي:

نوجد الشحنة الأسمية لكل ذرة باستخدام القانون في المثال السابق:

1+ = (6) - (2) - (6) = (S)

0 = (4) - (4) - (6) = ₁(O)

1- = (2) - (6) - (6) = ₂(O)

لتصبح كما يلي :

ملاحظة : الذرات التي لم يكتب عليها أي شحنة، شحنتها صفر .

ملاحظات هامة

- الشحنة الأسمية المقصود منها مقارنة عدد الإلكترونات للذرة قبل وبعد الارتباط فمثلاً بالنسبة للمثال السابق:

(أ) ذرة الكبريت قبل التفاعل (في الحالة المستقرة) تمتلك 6 إلكترونات في مجال التكافؤ.

وبعد التفاعل أصبح لديها 5 إلكترونات  أي أنها فقدت إلكترون ولهذا نضع عليها شحنة موجبة. 

(ب) بالنسبة لذرة الأكسجين ( التي على اليسار) قبل التفاعل (في الحالة المستقرة) تمتلك (6) إلكترونات في مجال التكافؤ. وبعد التفاعل أصبح لديها 7 إلكترونات أي أنها اكتسبت إلكترون ولهذا نضع عليها شحنة سالبة. 

(جـ) بالنسبة لذرة الأكسجين (التي على اليمين) قبل التفاعل (في الحالة المستقرة) تمتلك (6) إلكترونات في مجال التكافؤ . وبعد التفاعل أصبح لديها 6 إلكترونات أي أنها لم تفقد أو تكتسب ، لذلك لا يوضع عليها شحنة.

مثال (3): ارسم شکل لويس لكل مما يلي ، ثم وضح الشحنة الاسمية على كل ذرة:

 ^-CH₄ , BrO₃^- , H₂O, HNNN , OPCl₃ , SiO₃^-- , CN 

CH₂O , NO⁺ , HNO₃ , HNO₂ , NO₂ , C₂H₄ , N₂H₄ 

الحل: 

سوف يتم حل هذا السؤال بصورة مختصرة

ملاحظة : لمعرفة الأعداد الذرية انظر للجدول الدوري

مثال (4): ارسم شكل لويس لكل مما يلي ثم وضح الشحنة الأسمية على كل ذرة

SF₅⁺ , SF₄  , I₃^- , ICl₄^- , XeF₂

الحل: 

ملاحظة: لمعرفة الأعداد الذرية انظر للجدول الدوري

بیدو أنك لاحظت أن جميع الجزيئات أو الأيونات السابقة لا تنطبق عليها القاعدة الثمانية. وبالتالي يتم حلها بالطريقة الأولى فقط.