---> ( ماراتن پیوندها و مولکولها ) <---

[amir-tavakoli]

سلام به همه علاقمندان علم جذاب شیمی،

قوانین شرکت در ماراتن:

1- به سوالات با توضیح کامل پاسخ دهید و از ارسال های بی مورد پرهیز کنید.
2- قبل از حل هر سوال، حتما شماره سوالی که آن را پاسخ میدهید ذکر نمایید.
3- پس از حل کامل یک سوال سوال بعد را قرار دهید یا منتظر سوال جدید باشید.
4- برای وارد کردن فرمول به تالار گفتمان حتما از این لینک بازدید نمایید:
ftopict-2010.html
5- از بحث دوطرفه کاملا پرهیز نمایید.

ارسالهایی که مخالف قوانین بالا باشند در اسرع وقت حذف خواهند شد.

موفق و پیروز باشید


[center:820357c675]

[/center:820357c675]

سوال اول:​

می دانیم ترکیبی با فرمول مولکولی MX[SUB]3[/SUB]Y[SUB]3[/SUB] دارای 2 ایزومر ساختاری است. کدام یک میتواند شکل هندسی این ترکیب باشد؟

- 6 ضلعی مسطح
- هشت وجهی
- هرم با قاعده ی 5ضلعی منتظم
- منشوری که M در وسط آن و Xها و Yها در رئوس آن قرار دارند

حال که شکل هندسی ترکیب مورد نظر را تشخیص دادید به نظر شما ترکیباتی با فرمول مولکولی MXY[SUB]5[/SUB] و MX[SUB]2[/SUB]Y[SUB]4[/SUB] با همین شکل هندسی چه تعداد ایزومر ساختاری خواهند داشت.

 

[shallaleh]

فکر می کنم باید شکل هندسیش 8وجهی باشه؟؟

از اون جایی که هر سه فرمول شکل هندسی یکسانی دارن و در هر یک مجموع زیروندهای xوy برابر 6هه!!!!باید M اتم مرکزی باشه؟!!؟؟
تعداد ایزومرهای Mxy5 یکی و Mx2y4 هم دوتاست!

 

[chemlover]

ما قدیمی ها!!! هم می تونیم شرکت کنیم؟

 

[peyman_delan]

جوابتون درسته ولی استدلالتون کامل نیست، بهتره که با استفاده از اطلاعات سوال و بدست آوردن تعداد ایزومرها در حالات دیگر به جواب برسید.

 

[amir-tavakoli]

ما قدیمی ها!!! هم می تونیم شرکت کنیم؟

چرا که نه! هیچ محدودیتی وجود نداره! قدیمیا و جدیدیا(!) بشتابید!

 

[amir-tavakoli]

[center:87be558c3b]

[/center:87be558c3b]

سوال دوم:

در هریک از گروه های زیر، کوچکترین زاویه ی پیوندی متعلق به کدام گونه است؟

BrF3 -XeF4​

SF4 - SF6 - SF2​

OHF - H2O - OF2​

BeF2(s) - BF3​

C3H6O - C2H4O​

[SUP]-[/SUP]S2O6[SUP]2-[/SUP] - S2O7[SUP]2-[/SUP] - S3O6[SUP]2[/SUP]​

Al2Cl6 - PCl5​

 

[shallaleh]

گروه1:xef4زاویه کمتری داره!!چون مربع مسطح است و زاویش 90هه!! brf3 تی شکله، اتمی که در محور استوایی وجود داره زاویش با دو الکترون ناپیوندی کمتر از 120هه!!
xef4(دو جفت الکترون ناپیوندی و 4جفت پیوندی داره)
brf3(دو جفت الکترون ناپیوندی 3جفت الکترون پیوندی داره)

گروه2:sf6 زاویش کمتره،ساختار 8وجهی داره،همه زاویها 90هه!!ولی sf2زاویش حدود109هه!!
sf4 هم یه زاویه کمتر از 120درجه داره!!

گروه3:هرسه خمیده اند و زاویه های یکسانی دارن!!
(دو جفت الکترون ناپیوندی و دو پیوندی)

گروه4:bf3 مثلث مسطح است و زاویش 120هه!!bef2خطی زاویه 180 داره!!

گروه5:شاید زاویشون بستگی به شکل ساختاریشون داره و متفاوته!!
(دقیقا نمی دونم!!)

سوالتون خیلی زیاد گروه دارها!!1

 

[peyman_delan]

دوست عزیز بهتره یه کم بیشتر دقت کنی و دقیق تر باشی!
مثلا در مورد گروه ۳ خب مهم همینه که بتونی بین این ها بگی کدوم زاویه کمتره چون به صرف اینکه ۲ جفت ناپیوندی داره نمیشه گفت زوایا برابرند و در این سوال زاویه OF2 کمتره که سعی کنین خودت به این نتیجه برسی و اگه نتونستی من پاسخ رو مینویسم.
یا در مورد گروه ۴ تو باید به حالت فیزیکی هم دقت کنی! BeF2 در حالت گازی به شکل خطی است ولی در حالت جامد به شکل پلیمری است (مثل رابطه بین AlCl3 و Al2Cl6 ) و زاویه پیوند دیگر ۱۸۰ درجه نیست!

 

[amir-tavakoli]

گروه1:xef4زاویه کمتری داره!!چون مربع مسطح است و زاویش 90هه!! brf3 تی شکله، اتمی که در محور استوایی وجود داره زاویش با دو الکترون ناپیوندی کمتر از 120هه!!

خوب زاویه پیوندی زاویه ی بین دو تا جفت الکترون پیوندیه... یعنی زوایه ی F----Br----F
زوج الکترونهای غیر پیوندی چون در برابر جاذبه ی یه هسته قرار دارن نسبت به زوج الکترونهای پیوندی (که جاذبه ی دو تا هسته رو احساس میکنن) آزادی عمل بیشتری دارن و این مهم روی زوایای پیوندی تأثیر میذاره! مثلا SF4 این طوریه!
[center:f278ca939f]

[/center:f278ca939f]

گروه3:هرسه خمیده اند و زاویه های یکسانی دارن!!
(دو جفت الکترون ناپیوندی و دو پیوندی)

هرسه خمیده اند کاملا درسته، ولی گروههای متصل به اتم مرکزی، توی هیچکدوم یکسان نیست و این مهم روی زاویه پیوندی تأثیر میذاره!

گروه5:شاید زاویشون بستگی به شکل ساختاریشون داره و متفاوته!! (دقیقا نمی دونم!!)

شاید نه! به طور قطع برای مقایسه زوایای پیوندی، شکل فضایی رو باید در نظر گرفت!

 

[heidar]

BrF3 -XeF4​

شکل XeF4 به صورت مسطح مربعی هست و زوایای F-Xe-F خیلی به 90 درجه نزدیکند اما شکل BrF3 مسطح T شکل هست و زوایای F-Br-F به دلیل فعالیت دو جفت الکترون پیوندی حدود جند درجه از ایده آل که 90 درجه هست کمتره پس زاویه ی BrF3 کوچکتره
SF4 - SF6 - SF2​

شکل SF2 به صورت خمیده هست که زاوایای F-S-F کمی کمتر از 104.5 درجه هستند شکل SF6 به صورت هشت وجهی هست و همه ی زاویه های F-S-F ، نود درجه هستن و شکل SF4 به صورت جهاروجهی واپیچیده (نامنتظم) هستش که زوایای F-S-F به دلیل وجود جفت الکترون ناپیوندی کمتر از 90 درجه هستن پس زاویه ی SF4 کوچکتره​

OHF - H2O - OF2​

شکل هر سه مولکول به صورت خمبده هستش و زاویه ی پیوندی در آب 104.5 درجه هست ولی زاویه ی مولکول OF2 به 2 دلیل چند درجه از مولکول آب کمتره و حدود 103 درجه هست
1- قطبیت بیوند O-F کمتر از پیوند O-H است (به دلیل اختلاف بیشتر الکترونگاتیوی) به همین دلیل بار جزیی روی اتم های محیطی در OF2 کمتره و به دلیل کمتر بودن بار دافعه هم کمتر میشه و اتم ها میتونن به هم نزدیک تر بشن​

2- معمولا هرگاه طول پیوند بین اتم های مرکزی و اتم محیطی بیشتر باشد زاویه ی پیوندی کوچکتر میشود​

اما به نظرم زاویه ی پیوندی OHF چون فلوئور بار جزیی مثبت و هیدروژن بار جزیی منفی پیدا میکنه دو اتم همدیگر رو جذب می کنن و راحتر به هم دیگه نزدیک میشن (به دلیل دو زوج الکترون ناپیوندی) و زاویه ی بینشون از زاویه ی OF2 هم کمتره پس کوچکترین زاویه رو مولکول OHF داره​

BeF2(s) - BF3​

BeF2 در حالت جامد یه پلیمر هستش که هر برلیم از دو اوربیتال خالیش استفاده می کنه و از 2 تا فلوئور در مولکول های دیگه 2 تا داتیو می گیره بنابراین هر برلیم چهار تا پیوند میده و شکلش میشه چهاروجهی و زاویه اش میشود 109.5 درجه و شکل BF3 هم مسطح مثلثی هستش و زاویه اش میشه 120 درجه پس BeF2 جامد کوچکتره​

C3H6O - C2H4O​

اینجا معلوم نیست این دو مولکول چی هستن (آلدهید یا الکلی با یک پیوند پای بین کربن ها) اما اگر آلدهید باشن باز معاوم نیست پیوند بین کدوم کربن ها رو باید مقایسه کرد (کربن با اکسیژن یا کربن با کربن یا اکسیژن با کربن)​

 

[amir-tavakoli]

شکل XeF4 به صورت مسطح مربعی هست و زوایای F-Xe-F خیلی به 90 درجه نزدیکند

چرا نزدیک؟! به نظرت خود 90 نیست؟!

OHF - H2O - OF2

شکل هر سه مولکول به صورت خمبده هستش و زاویه ی پیوندی در آب 104.5 درجه هست ولی زاویه ی مولکول OF2 به 2 دلیل چند درجه از مولکول آب کمتره و حدود 103 درجه هست
1- قطبیت پیوند O-F کمتر از پیوند O-H است (به دلیل اختلاف بیشتر الکترونگاتیوی) به همین دلیل بار جزیی روی اتم های محیطی در OF2 کمتره و به دلیل کمتر بودن بار دافعه هم کمتر میشه و اتم ها میتونن به هم نزدیک تر بشن​

2- معمولا هرگاه طول پیوند بین اتم های مرکزی و اتم محیطی بیشتر باشد زاویه ی پیوندی کوچکتر میشوداما به نظرم زاویه ی پیوندی OHF چون فلوئور بار جزیی مثبت و هیدروژن بار جزیی منفی پیدا میکنه دو اتم همدیگر رو جذب می کنن و راحتر به هم دیگه نزدیک میشن (به دلیل دو زوج الکترون ناپیوندی) و زاویه ی بینشون از زاویه ی OF2 هم کمتره پس کوچکترین زاویه رو مولکول OHF داره​

​

​

دلیل اولت کاملا منطقیه ولی دلیل دومت یه جوریه؟! خوب طول پیوند اگه بزرگ باشه مثل این میمونه که مثلا طول ضلع یه مثلث متساوی الاضلاع رو بزرگتر کردیم ولی زاویه همون 60 درجس!​

اون جمله ای که رنگیش کردم خیلی طوفانه! مرسی! زاویه OF2 اونطور که من جستجو کردم 103.1 یا 103.3 درجس و زاویه HOF هم 97.2 درجه... ولی فقط این عاملی که گفتی تأثیر نداره و چند تا عامل دخیلن! مثلا اینکه تراکم ابر الکترونی توی پیوند O---H به سمت اتم مرکزی یعنی اکسیژنه ولی توی پیوند O---F به سمت F هستش... هر چی هم تراکم به سمت اتم مرکزی باشه دافعه ی بین جفت الکترونهای پیوندی بیشتری میشه... توی OF2 دو تا ابر الکترونیا به سمت Fهاس ولی توی HOF یه دونش اینطوریه ولی در عوض عامل 1 هم که گفتی تأثیر گذاره... در واقع نتیجه ی نهایی رو اون عاملی تعیین میکنه که زورش بیشتره... توی اینجا فکر میکنم بار جزئی روی F ها توی OF2 خیلی مهمه و نمیذاره زاویه خیلی از 104.5ی آب کمتر شه... توی HOF هم به نظر میاد جاذبه ی بین ابر الکترونی OH و OF (چه اطراف اتم مرکزی و چه اطراف اتم متصل به اتم مرکزی) حرف اولو میزنه... ولی بازم قابل بحثه و خیلی هم قشنگ!​

C3H6O - C2H4O​

اینجا معلوم نیست این دو مولکول چی هستن (آلدهید یا الکلی با یک پیوند پای بین کربن ها) اما اگر آلدهید باشن باز معاوم نیست پیوند بین کدوم کربن ها رو باید مقایسه کرد (کربن با اکسیژن یا کربن با کربن یا اکسیژن با کربن)​

​

به کوچیکترین زاویه ممکن فکر کنید!​

........................................................​

دو گروه آخر موندن... هرکی نظری داره راجع بهشون بگه که بحث بشه!​

 

[heidar]

درباره ی دلیل 2 که گفتم

"2- معمولا هرگاه طول پیوند بین اتم های مرکزی و اتم محیطی بیشتر باشد زاویه ی پیوندی کوچکتر میشود"​

فرض کنید دو مولکول داریم مثل H2O و OF2 در این دو مولکول اتم های محیطی با فاصله ای مثل l از دورند حالا طول پیوند اتم های محیطی با اتم مرکزی را d در نظر می گیریم حالا هر چه طول پیوند بیشتر باشد به وضوح زاویه کمتر می شود (شکل ضمیمه ببخشید اگه کیفیتش بده چون خودم کشیدمش)​

​

[SUP]-[/SUP]S2O6[SUP]2-[/SUP] - S2O7[SUP]2-[/SUP] - S3O6[SUP]2[/SUP]​

ساختار لویس هاشون رو تو تو فایل ضمیمه 2 رسم کردم​

در [SUP]-[/SUP]S2O6[SUP]2 [/SUP]همه ی زاویه ها 109.5 و شکلشون چهاروجهی منتظم هست
در [SUP]-[/SUP]S2O7[SUP]2 [/SUP]زاویه ی S-O-S ، شکل خمیده داره و زاویه اش حدود 104.5 درجه هست​

در [SUP]-[/SUP]S3O6[SUP]2 [/SUP]زاویه ی S-S-S شکل خمیده داره اما به دلیل بزرگتر بودن اتم مرکزی پیوند (گوگرد نسبت به اکسیژن) الکترونگاتیوی گوگرد کمتره و زوج الکترون های ناپیوندی رو کمتر تر جذب می کنه این زوج الکترون ها آزادتر هستند و گروه های محیطی رو بیشتر فشرده می کنن و زاویه اش کمتر از وقتی میشه که اتم مرکزی اکسیژن با الکترونگاتیویه بیشتره و زاویه اش چند درجه کمتر از 104.5 درجس (البته دلیل دیگش هم افزلیش طول پیوند به دلیل بزرگتر بودن اتم مرکزیست که باعث کاهش زاویه میشه (دلیل گفته شده در بالا))​

پس زاویه [SUP]-[/SUP]S3O6[SUP]2 [/SUP]کوچکتر از بقیه اس​

​

Al2Cl6 - PCl5​

Al2Cl6 از دو تا AlCl3 که هر آلومینیومش از یه کلر از مولکول دیگه داتیو گرفته تشکیل شده پس شکلش چهاروجهی و 104.5 درجس​

PCl5 هم دوهرمی مثلث القاعده هستش که زاویه های 180 (بین کلر های محوری) 120 (بین کلر های استوایی) و 90 (بین یه کلر استوایی و یه کلر محوری) درجس​

پس زاویه ی بین کلر محوری و استوایی در PCl5 کمتره​

 

[amir-tavakoli]

درباره ی دلیل 2 که گفتم

"2- معمولا هرگاه طول پیوند بین اتم های مرکزی و اتم محیطی بیشتر باشد زاویه ی پیوندی کوچکتر میشود"​

فرض کنید دو مولکول داریم مثل H2O و OF2 در این دو مولکول اتم های محیطی با فاصله ای مثل l از دورند حالا طول پیوند اتم های محیطی با اتم مرکزی را d در نظر می گیریم حالا هر چه طول پیوند بیشتر باشد به وضوح زاویه کمتر می شود​

​

توی اون شکلی که کشیدی زوایا رو خودت تغییر دادی! طبق استدلالی که کردی زاویه ثابت میمونه... اگر منظورت اینه که تجربه نشون داده خوب یه بحث دیگس!​

Al2Cl6 از دو تا AlCl3 که هر آلومینیومش از یه کلر از مولکول دیگه داتیو گرفته تشکیل شده پس شکلش چهاروجهی و 104.5 درجس​

PCl5 هم دوهرمی مثلث القاعده هستش که زاویه های 180 (بین کلر های محوری) 120 (بین کلر های استوایی) و 90 (بین یه کلر استوایی و یه کلر محوری) درجس. پس زاویه ی بین کلر محوری و استوایی در PCl5 کمتره​

​

فکر کنم منظورت از 104.5 همون 109.5 خودمونه!​

توی Al2Cl6 یه مقدار باید بیشتر دقت کرد! چون زاویه ی Al----Cl----Al دیگه نمیتونه 109.5 باشه! چهرضلعی ای که اون وسط به وجود میاد باید مجموع زوایاش 360 درجه باشه... چون پیوندا متفاوتن پس حتما دو تا زاویه کوچیکتر از 90 میشن... دو تا هم بزرگتر... پس کوچیکترین زاویه مال Al2Cl4 هستش!​

[center:05a456eac6]

[/center:05a456eac6]​

 

[heidar]

در باره ی دلیلی که گفتم هم از لحاظ استدلال درسته و هم از لحاظ تجربی (به این مطلب توی کتاب تست چهارگزینه ای شیمی 2 کتاب آینده سازان نوشته بهمن بازرگانی سال 84 اشاره شده)
درباره ی Al2Cl6 چرا چهارضلعی ای که اون وسط به وجود میاد تو یه صفحه اس؟؟!!!

 

[amir-tavakoli]

در باره ی دلیلی که گفتم هم از لحاظ استدلال درسته و هم از لحاظ تجربی (به این مطلب توی کتاب تست چهارگزینه ای شیمی 2 کتاب آینده سازان نوشته بهمن بازرگانی سال 84 اشاره شده)

شاید من منظورتو درست نفهمیدم! ولی طبق اون توضیحی که دادی من اینطور برداشت کردم! اون کتابو حتما نگاه میکنم!

درباره ی Al2Cl6 چرا چهارضلعی ای که اون وسط به وجود میاد تو یه صفحه اس؟؟!!!

برای اینکه تقارن مولکول حفظ بشه... اگه از هر طرف خم بشه ممانعت فضایی هم بین Cl های کناری بوجود میاد (منظورم Cl از یه Al با Cl از اون یکی Al که به طرف هم خم میشن!) ... یه فشار زاویه ای خیلی بد هم بوجود میاد!

 

[amir-tavakoli]

راجع به Al2Cl6 میشه یه طور دیگه هم فکر کرد:
اینکه مولکول اگر هم خم بشه و توی یه صفحه قرار نگیره به هر دو طرف خم میشه و واسش فرقی نداره ولی به طور میانگین مسطح دیده میشه (چون به ازای هر خمش به راست یک خمش به چپ هم داره!)
[center:c87e607b5f]

[/center:c87e607b5f]

[center:c87e607b5f]

[/center:c87e607b5f]

سوال سوم:​

تشکیل پیوند را با 3 رویکرد متفاوت زیر توجیه کنید:​

الف) رویکرد ترمودینامیک
ب) رویکرد الکترواستاتیک(نیروهای جاذبه و دافعه بین ذرات باردار)​

ج) رویکرد مدل اوربیتالی​

(توجه: سوال سوادی بالاتر از کتاب درسی نمیخواهد!)​

 

[amir-tavakoli]

الف) چون تشکیل پیوند گرماده هستش و سطح انرژی مواد (و در نتیجه اتمهاشون) با تشکیل پیوند پایین تر میاد...
ب) غلبه نیروهای جاذبه بر دافعه ی میان اتم ها!
1- الکترونها بیشتر بین دو هسته فعالیت میکنن و دافعه ی بین دو هسته کمتر میشه. در واقعا الکترونها پوششی برای دافعه دو هسته ایجاد میکنن.
2- الکترونها طوری قرار میگیرن که اسپینشون همسو نباشه (جفت میشن) و بینشون جاذبه مغناطیسی بوجود میاد و دافعه ی الکترواستادیکیشون کمتر میشه.
ج) ترکیب و همپوشانی اوربیتالهای مناسب با هم... با نزدیک شدن دو اتم ابر الکترونی اوربیتالها در هم فرو میرن و بین هسته های دو اتم همپوشانی میکنن و تراکم ابر الکترونی بین دو هسته بیشتر میشه.
[center:ae32b1c4e3]

[/center:ae32b1c4e3]

سوال چهارم:
علاقه مند به شیمی دست بردار نیست! وی در آخرین اظهارات ناب خود چنین می گوید: "دلیلی ندارد که اتمها برای تشکیل پیوند از اوربیتالهای هیبریدی استفاده کنند. مثلا برای تشکیل مولکول CH4 برخی میگویند که اتم کربن از 4 اوربیتال هیبریدی SP3 استفاده میکنند که نتیجه ی در هم آمیخته شدن 3 اوربیتال P و یک اوربیتال S اتم کربن است. خوب چه دلیلی دارد؟ اتم کربن یکی از اوربیتالهای زیرلایه 2S خود را برانگیخته ساخته و به اوربیتال 2P انتقال می دهد. حال با 4 الکترون خود با 4 اتم هیدروژن پیوند کووالانسی ایجاد میکند." او را به راه راست هدایت کنید!

 

[mersad.94]

سلام
(جناب توكلي با اين جناب هستم.به شما بر نخوره!!!!

(ما مخلص شما هم هستيم

))
آخه مردك!!!!!!!! اگه اينطور باشه 3 پيوند از 1 سطح انرژي (تراز انرژي)ميشه و ديگر از سطح انرژي پايينتر.
وقتي هم اينطور باشه يعني يك پيوند با سه پيوند ديگه فرق ميكنه.آخه مگه ميشه (يكي بياد خود منو توجيح كنه)
اما دانشمندان با مطالعه پيوند هاي مولكول متان دريافتند كه همه پيوند هاي آن هم اندازه و در يك سطح انرژي هستند.ولي با نظر اين جناب ميشه يه پيون كوچكتر از بقيه.
اگه غلط گفتم عذر ميخوام
خداحافظ
راستس سوالاي ماراتن ها رو از كجا ميگيريد؟

 

[amir-tavakoli]

سلام
(جناب توكلي با اين جناب هستم.به شما بر نخوره!!!!

(ما مخلص شما هم هستيم

))
آخه مردك!!!!!!!! اگه اينطور باشه 3 پيوند از 1 سطح انرژي (تراز انرژي)ميشه و ديگر از سطح انرژي پايينتر.
وقتي هم اينطور باشه يعني يك پيوند با سه پيوند ديگه فرق ميكنه.آخه مگه ميشه (يكي بياد خود منو توجيح كنه)
اما دانشمندان با مطالعه پيوند هاي مولكول متان دريافتند كه همه پيوند هاي آن هم اندازه و در يك سطح انرژي هستند.ولي با نظر اين جناب ميشه يه پيون كوچكتر از بقيه.
اگه غلط گفتم عذر ميخوام
خداحافظ
راستس سوالاي ماراتن ها رو از كجا ميگيريد؟

مرسی!
به نظرم بهتره یه مقدار رسمی تر باشیم! (پسر خالگیمونو با پیغام شخصی ابراز کنیم!)
فقط جواب سوال نوشته بشه و از زبان فارسی هم استفاده کنیم (توجیه با "ه" هستش)!
نیازی هم نداره اول هر پست سلام کنیم و آخرشم خداحافظی!
امیدوارم تو ذوق کسی نخورده باشه!
..........................................................................................
جواب شما درسته! ولی خوب میتونه جواب ساده تر و قشنگتری هم داشته باشه...

 

[mersad.94]

آره توجيه درسته حواسم نبود
(ديدين سلام نكردم!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

)
من خودم هنوز درست نفهميدم.لطفا جواب كاملش رو بگيد.
ممنونم