Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
من الروابط المفردة إلى الروابط المزدوجة: كيف تعمل الأنظمة المترافقة؟
<ص>
في النظرية الكيميائية، النظام المترافق هو مجموعة من المدارات p المتصلة مع الإلكترونات غير الموضعية والتي تعمل بشكل عام على خفض طاقة الجزيء وزيادة استقراره. عادة ما يتم تمثيل هذه الأنظمة على شكل روابط مفردة ومتعددة متناوبة وقد تشمل أزواجًا وحيدة من الإلكترونات أو الجذور الحرة أو أيونات الكاربين وقد تكون هياكل دورية أو غير دورية أو خطية أو مختلطة. وكمثال مهم على هذا المجال، فإن مصطلح "الاقتران" صاغه الكيميائي الألماني يوهانس ثيل لأول مرة في عام 1899.
<ص> يسمح وجود نظام مترافق بتوزيع إلكترونات π عبر جميع المدارات p المحاذية المتجاورة، مما يعني أن هذه الإلكترونات π لا تنتمي إلى رابطة واحدة أو ذرة واحدة، ولكن إلى مجموعة من الذرات. في الكيمياء، غالبًا ما تسمى هذه الجزيئات التي تحتوي على أنظمة مترافقة بالجزيئات المترافقة. تشتمل الجزيئات المترافقة التمثيلية على كاتيونات 1،3-بيوتادين والبنزين والألكينيل. يمكن العثور على أنظمة مترافقة كبيرة جدًا في الجرافين والجرافيت والبوليمرات الموصلة وأنابيب الكربون النانوية.مفتاح الاقتران هو التداخل بين مداري p واحد ومدار p آخر على رابطة سيجما مجاورة.
الترابط الكيميائي في الأنظمة المترافقة
<ص> يتم تحقيق الاقتران عن طريق تناوب الروابط المفردة والمزدوجة، حيث توفر كل ذرة مدارًا p عموديًا على مستوى الجزيء. ومع ذلك، هذه ليست الطريقة الوحيدة لتحقيق الاقتران. طالما أن كل ذرة مجاورة في السلسلة لديها مداري p متاح، فيمكن اعتبار النظام مترافقًا. على سبيل المثال، الفوران عبارة عن حلقة مكونة من خمسة أعضاء مع رابطتين مزدوجتين متناوبتين وأزواج وحيدة على ذرات الأكسجين، واحدة منها تشغل مدارًا p عموديًا على ذلك الموضع من الحلقة، وبالتالي تحافظ على الحلقة المكونة من خمسة أعضاء. اقتران الحلقة.<ص> يجب أن يكون النظام المترافق مستويًا أو مستويًا تقريبًا لتلبية متطلبات التداخل. وهذا يعني أن الزوج الوحيد من الإلكترونات المشاركة في الاقتران سوف يشغل مدارات ذات طبيعة p نقية بدلاً من المدارات الهجينة المعتادة. النموذج الأكثر شيوعًا للجزيئات المترافقة هو المعالجة التي تجمع بين نظرية الرابطة التكافؤية ونظرية هوكل المدارية الجزيئية. في هذا الإطار، يتم فصل إطار σ للجزيء عن نظامه (أو أنظمته) π.في النظام المترافق، يعد تداخل المدارات p المطلب الأساسي لجعل الاقتران ممكنًا.
طاقة الاستقرار
<ص> طاقة الاستقرار المتراكمة في نظام مترافق، والتي عادة ما توصف بطاقة الرنين، هي الفرق في الطاقة بين الأنواع الكيميائية الفعلية والأنواع الكيميائية الافتراضية ذات الرابطة π المحلية. ورغم أنه لا يمكن قياس هذه الطاقة، فمن الممكن تقديرها بشكل تقريبي، مما يوضح التأثير المهم للاقتران على استقرار بعض الجزيئات.<ص> على سبيل المثال، في 1،3-بيوتادين، تبلغ طاقة التنشيط اللازمة لتدوير الرابطة C2-C3 حوالي 6 كيلو كالوري/مول، ويُفترض أن تثبيت الرنين جزء من هذا. في السيكلو ألكانات، مثل البنزين، تم تقدير نطاق طاقة الرنين ما بين 36 و 73 كيلو كالوري / مول، مما يدل على الاستقرار المدهش للأنظمة المترافقة للمركبات العطرية.بشكل عام، تعتبر الأنظمة الكاتيونية أكثر استقرارًا من الأنظمة المحايدة.
المركبات الحلقية المترافقة
<ص> يمكن أن تكون المركبات الحلقية مترافقة جزئيًا أو كليًا. تسمى الهيدروكربونات أحادية الحلقة المترافقة بشكل كامل بالألكينات الحلقية. تعتبر المركبات من هذا النوع عطرية إذا كان لها نظام مترافق مستوي يلبي بنية الإلكترون (4n + 2) π، كما هو الحال مع البنزين. ترتبط مسارات الاقتران العديدة ارتباطًا وثيقًا بالخصائص الكهربائية والبصرية للجزيئات.يتيح نظام p المترافق للجزيء التقاط الفوتونات ذات الأطوال الموجية المحددة، وعرض ألوان مختلفة.<ص> على سبيل المثال، سلسلة الكربون والهيدروجين الطويلة المترافقة في البيتا كاروتين هي التي تمنحه لونه البرتقالي المكثف. وهذا لا يؤثر فقط على لون الجزيئات، بل يؤثر أيضًا على خصائصها البصرية وتطبيقاتها، بما في ذلك أنواع مختلفة من الأصباغ الاصطناعية في مجال الكيمياء الضوئية. <ص> مع اكتسابنا فهمًا أعمق للأنظمة المترافقة، هل يبدو أنك قادر على الشعور بالجمال والقوة المخفية في هذه الهياكل الكيميائية؟
Trending Knowledge
إلكترونات باي في الجزيئات المترافقة: ما مدى غموضها؟
في الكيمياء النظرية، "النظام المترافق" هو النظام الذي يحتوي على إلكترونات غير موضعية في المدارات p المتصلة. يؤدي هذا المزيج عمومًا إلى خفض الطاقة الكلية للجزيء وزيادة الاستقرار. التمثيل الكلاسيكي لل
سحر الأنظمة المترافقة: كيف تعمل على تحسين الاستقرار الجزيئي؟
<ص>
في الكيمياء النظرية، النظام المترافق هو نظام جزيئي يحتوي على مدارات p مرتبطة وإلكترونات غير موضعية، مما يقلل بشكل عام من الطاقة الكلية ويزيد من الاستقرار الجزيئي. التمثيل التقليدي لمثل هذه
هل تعلم كيف تتدفق الإلكترونات المترافقة في الجزيئات؟
تعد أنظمة الإلكترونات المترافقة جذابة في الكيمياء، ليس فقط لأنها تقلل من الطاقة الإجمالية للجزيء، ولكن أيضًا لأن تدفق الإلكترونات هذا يعزز استقرار الجزيء. يتكون النظام المترافق من مدارات p متصلة، ويمك