ما هي بنية جزيئية – تعريف أشكال الجزيئات

الهندسة الجزيئية أو بنية جزيئية الجزئ هو في الأساس شكل أو ترتيب أو هيكل ثلاثي الأبعاد للذرات التي تشكل الجزيء. عندما تتشكل الجزيئات التي تنتج عن ترابط الذرات معا عن طريق الروابط الكيميائية المختلفة، تتحكم المدارات الفرعية المشاركة في الروابط الكيميائية في خواص و خصائص الجزئ المنشئ تبعا لعوامل كثيرة.

على سبيل المثال، جزيئات الماء ليست خطية، جزيء الماء هو في الواقع  على شكل ‘V’ وهناك زاوية تشكلت بين اثنين من ذرات الهيدروجين وذرة الأوكسجين من ما يقرب من 105 ° درجة.

عندما نرسم الجزيئات في بعدين، فإننا في معظم الوقت نعتقد أن هذه الجزيئات هي مسطحة. ولكن في الواقع كانت موجودة في العديد من الأشكال الهندسية و البنيات الجزيئية المختلفة.

التركيب الكيميائي والبنية الجزيئية ( الهندسة الجزيئية) للجزيء هي ما تحدد في الأساس خصائص الجزيء. مثل الطعم، نقطة الغليان، المغناطيسية، الديناميكية، الاستقطاب، اللون، الرائحة وجميع الخصائص الأخرى.

الهندسة الجزيئية والأنواع المختلفة من ال بنية جزيئية

الهندسة الجزيئية الخطية – بنية جزيئية خطية

في هيكل الخطي الهندسة الجزيئية، مستعبدين الذرات معا لتشكيل خط مستقيم. زوايا الرابطة هي 180° درجة، وكمثال على ذلك هو ثاني أكسيد الكربون (CO₂) واكسيد النيتريك (NO).

 خطيبنية جزيئية مستوي ثلاثي خطي  – شكل هندسي لجزئ ثلاثي خطي مستوي الأسطح

يتم تشكيل بنية جزيئية ثلاثي مستوي الأسطح عندما يوجد ذرة في مركز تعلق ذات الروابط الكيميائية مع ثلاث ذرات أخرى في هذا الترتيب الذي يبدو وكأنه مثلث حول الذرة المركزية. الأربعة ذرات تكون على نفس الخط على شكل خطي ثلاثي مستوي الأسطح.

 بنية جزيئية ثلاثي هرمي أو هرم ثلاثي الأبعاد

ومن الواضح أن شكل هرمي ثلاثي الأبعاد أو الزوايا الهندسة الجزيئية مثل هرم مع قاعدة تشبه المثلث. هيكل هرمي ثلاثي الزوايا يشبه بنية جزيئية رباعي الأسطح، والهياكل الهرمية تحتاج ثلاثة أبعاد بحيث تكون الإلكترونات منفصلة تماما و تكون الزاوية 107.3° درجة بينهم. مثال على بنية جزيئية ثلاثي هرمي ذات توجه ثلاثي الزوايا هو الأمونيا (NH3).

 بنية جزيئية رباعي السطوح أو رباعي الأوجه منتظم

شكل رباعي يعني ذات أربعة سطوح او أوجه يعني هرم لديه أربعة جوانب أو أوجه. يتم تشكيل بنية جزيئية رباعي السطوح هندسة جزيئية رباعي الأوجه منتظم عندما تكون ذرة مركزية واحدة متصلة بأربعة ذرات في الروابط الكيميائية فيتم تشكيل شكل يشبه الهرم مع أربعة جوانب. تقول نظرية فيسبر التي هي نموذج يستخدم بغرض تعيين الشكل الهندسي الذي يتخذه جزئ على أساس عدد الألكترونات المزدوجة التي تحيط بالذرة المركزية. أن تكون زوايا الرابطة بين الذرات في التوجه رباعي السطوح ما يقرب من 109.47 درجة. مثال على بنية جزيئية رباعي الأسطح (هندسة جزيئية رباعي الأوجه منتظم) هو غاز الميثان(CH4).

بنية جزيئية مستوي الساحة

يتم تشكيل بنية جزيئية مستوي الأسطح (هندسة جزيئية مستوي الأسطح) عندما تكون ذرة مركزية متصلة بأربعة الروابط الكيميائية واثنين من أزواج وحيدة. زينون رابع فلوريد (XeF4) هو مثال لهيكل بنية جزيئية مستوي الأسطح، وهي مكونة من ستة مدارات متباعدة بالتساوي مرتبة في 90 ° درجة الزوايا بينهم. الذي يشكل شكل ثماني السطوح. اثنان المدارات تحتوي على أزواج الإلكترونات الوحيد على طرفي نقيض من الذرة المركزية ومستعبدين ذرات الأربع الأخرى للذرة المركزية مما يجعل جزيء هيكل مستو الساحة مربع.

  بنية جزيئية ثلاثي هرمي مزدوج أو مزدوج هرمي ثلاثي الأبعاد

وبنية جزيئية ثلاثي الزوايا هرميمزدوج (هندسة جزيئية مزدوج هرمي ثلاثي) يحدث عند توصيل الذرة المركزية إلى خمس ذرات تشكل خمسة الروابط الكيميائية  وأي أزواج وحيدة. يتم إنشاء ثلاثة من أصل خمسة الروابط الكيميائية على طول خط الاستواء ذرة تشكيل 120 ° درجة الزوايا في حين تتشكل المتبقيين في محور ذرية. مثال على ثلاثي الزوايا ثنائي الهرمي ثلاثي الهندسة الجزيئية هو الفوسفور خامس (PCL5).

بنية جزيئية ثماني السطوح

الثماني يعني ثمانية وثماني السطوح الهندسة الجزيئية يعني هرم أو صلب لديه ثمانية جوانب أو وجوه. هيكل ثماني السطوح ديه ستة ذرات ذات الروابط الكيميائية المستعبدين تشكيل 90 ° درجة زوايا بينهما. مثال على هيكل ثماني السطوح الجزيئية هو سادس فلوريد الكبريت (SF6).