هندسة جزيئية
الجزيئات لها شكل هندسي متزن, كما حتى الروابط لها طول وزاوية معينة أيضا, وهذا محدد بقوانين بمكانيكا الكم. المعادلة الكيميائية والمعادلة البنائية للجزيء هما أبرز عاملين في تحديد خواصه, وبخاصة نشاطيته. كما يلعب بناء الجزيء دورا مهما في تحديد القطبية, حالة المادة, اللون, المغناطيسية, المذاق, وخصائص أخرى عديدة.
الجزيئات, تعريفيا, غالبا ما ترتبط معا بواسطة الرابطة التساهمية متضمنة الرابطة الأحادية, والثنائية, و/أوالثلاثية, حيث حتى "الرابطة" هي زوج من الإلكترونات المتشاركة, كما حتى هناك أنواع أخرى من الترابط الكيميائي مثل الرابطة الأيونية والتي تتضمن تجاذب أيون موجب, وأيون سالب.
المتزامرات (Isomer) هي نوع من أنواع الجزيئات التي تتشارك في نفس المعادلة الكيميائية ولكن لها أشكال هندسية مختلفة, ممت ينتج عنها اختلاف في الخواص. المادة النقية تتكون من نوع واحد فقط من متزامرات الجزيء التي لها نفس البناء الهندسي. المتزامرات البنائية لها نفس المعادلة الكيميائية ولكن تختلف في الترتيبات الفيزيائية, وتكون الذرات مرتبطة ولكن ليس بنفس الترتيب. متزامر وظيفي هي نوع خاص من المتزامرات البنائية, حيث تتصرف المجموعات المرتبطة بالأيزومر بطريقة معينة, مثلما يحدث في الإثير والكحولات. متزامر فراغي ويمكن حتىقد يكون له خواص فيزيائية وكيميائية (نقطة الذوبان ونقطة الغليان) ولكنه في نفس الوقت يختلف تماما من ناحية نشاطه الحيوي. وهذا بسبب حتى متزامر الفراغي يعاني من الإعاقة في الحركة التي تتواجد داخل الكائنات الحية. وأحد الطرق لتوضيح هذا هومقدرة أحد هذه المتزامرات على إستقطاب الضوء بطريقة مختلفة عن الأخر.
ويمكن تعيين الهندسة الجزيئية بالرجوع إلى طول الرابطة, زاوية الرابطة, زاوية الإنثناء. ويعهد طول الرابطة على أنه متوسط المسافة بين مركزي ذرتين مرتبطتين معا في أى جزيء. كما ان زاوية الرابطة هي الزاوية المتكونة بين ثلاث ذرات مرتبطة معا. ولأربع ذرات مرتبطين معا في سلسلة مستقيمة, تكون زاوية الإنثناء هي الزاوية بين المستوى المتكون من الثلاث ذرات الأولى والمستوى المتكون من الثلاث ذرات الأخيرة.
وتحدد هندسة الجزيء بنوع الروابط بين الذرات التي تكون الجزيء. وقبل حتى تتفاعل الذرات لتكوين رابطة كيميائية, فإن المدارات الذرية تختلط معا في عملية تسمي تهجين المدارات. وأشهر أنواع الروابط هي:
- رابطة سيجما
- رابطة باي
وفهم هذه الروابط هوأحد تفرعات نظرية تكافؤ الرابطة, والتي تعتمد على فهم الطبيعة الشبه موجية للإلكترون في الذرة والجزيء.
أنواع البنى الجزيئية
VSEPR Table
| Bonding Electron Pairs | Lone Pairs | Electron Domains | Shape | Ideal Bond Angle (example's bond angle) | Example | Image |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
linear |
|
|
|
|
|
|
|
trigonal planar |
|
|
|
|
|
|
|
bent |
|
|
|
|
|
|
|
tetrahedral |
|
|
|
|
|
|
|
trigonal pyramidal |
|
|
|
|
|
|
|
bent |
|
|
|
|
|
|
|
trigonal bipyramidal |
|
|
|
|
|
|
|
seesaw |
|
|
|
|
|
|
|
T-shaped |
|
|
|
|
|
|
|
linear |
|
|
|
|
|
|
|
octahedral |
|
|
|
|
|
|
|
square pyramidal |
|
|
|
|
|
|
|
square planar |
|
|
|
|
|
|
|
pentagonal bipyramidal |
|
|
|
تمثيلات فراغية
- Line or stick - atomic nuclei are not represented, just the bonds as sticks or lines. As in 2D molecular structures of this type, atoms are implied at each vertex.
- Electron density plot - shows the electron density determined either crystallographically or using quantum mechanics rather than distinct atoms or bonds
- Ball and stick - atomic nuclei are represented by spheres (balls) and the bonds as sticks
- Spacefilling models or CPK models (also an atomic coloring scheme in representations) - the molecule is represented by overlapping spheres representing the atoms
- Cartoon - a representation used for proteins where loops, beta sheets, alpha helices are represented diagrammatically and no atoms or bonds are represented explicitly just the protein backbone as a smooth pipe
انظر أيضا
- المدار الذري
- المدار الجزيئي
- التوزيع الإلكتروني
- الرابطة التساهمية
- نظرية تكافؤ الرابطة
- نظربة تباعد زوج إلكترون غلاف التكافؤ
وصلات خارجية
- Molecular Geometry & Polarity Tutorial 3D visualization of molecules to determine polarity.
