آرایش الکترون نقطه‌ای

تقریبا در همه‌ی موارد، پیوندهای شیمیایی از برهم کنش الکترون‌های ظرفیت اتم‌ها تشکیل می‌شوند. برای راحتی درک ما از این تعامل، راهی ساده برای نشان دادن الکترون‌های ظرفیت اتم وجود دارد.

آرایش الکترون نقطه‌ای نمایشی از الکترون‌های ظرفیت اتم است؛ که از نقطه‌ها برای نشان دادن الکترون‌های ظرفیت در اطراف نماد شیمیایی عنصر استفاده می‌کند. تعداد نقاط، برابر با تعداد الکترون‌های ظرفیت اتم است. این نقاط در سمت راست، چپ، پایین و بالای نماد شیمیایی قرار می‌گیرند. برای مثال، آرایش الکترون نقطه‌ای کلسیم به صورت زیر است:

مشاهده و انجام آزمایش در سایت آزتو

جدول زیر آرایش الکترون نقطه‌ای عناصر دوره سوم جدول تناوبی را نشان می‌دهد.

آرایش الکترون- نقطه ای

آرایش الکترونی

اتم ها

Na^\cdot

[Ne] 3s۱

سدیم

\cdot Mg\cdot

[Ne ]3s۲

منیزیم

\cdot \dot{Al}\cdot

[Ne] 3s۲ ۳p۱

آلومینیوم
\underset{.}{\cdot \dot{Si}\cdot}

[Ne] 3s۲ ۳p۲

سیلیس
\underset{.}{\cdot \dot{P}:}

[Ne] 3s۲ ۳p۳

فسفر
\underset{.}{:\ddot{S}\cdot}

[Ne] 3s۲ ۳p۴

گوگرد
\underset{..}{:\ddot{Cl}\cdot}

[Ne] 3s۲ ۳p۵

کلر
\underset{..}{:\ddot{Ar}:}

[Ne] 3s۲ ۳p۶

آرگون

پیوندهای کووالانسی و مولکول‌ها

وقتی دو اتم  نافلز، جفت الکترون به اشتراک می‌گذارند؛ پیوند کووالانسی تشکیل می‌شود. در یک پیوند کواالانسی، پایداری پیوند ناشی از جاذبه الکترواستاتیک میان هسته‌های مثبت هر اتم و الکترون‌های منفی به اشتراک گذاشته شده است.

هنگامی که اتم‌ها با تشکیل پیوند کووالانسی، تشکیل ترکیب می‌دهند؛ مجموعه‌ی به دست آمده از اتم‌ها، مولکول نامیده می‌شود. بنابراین، می‌توان گفت که یک مولکول ساد‌ه‌ترین واحد یک ترکیب کووالانسی است.

در پیوند یونی، اتم‌ها برای رسیدن به آرایش هشت تایی، الکترون مبادله می‌کنند؛ درحالیکه در پیوند کووالانسی، اتم‌های نافلز الکترون‌های خود را به اشتراک می‌گذارند.

برای مثال وقتی دو اتم هیدروژن، مطابق شکل زیر، مولکول H۲ را تشکیل می‌دهند؛ پیوند میان دو اتم هیدروژن در مولکول H۲ کووالانسی است. البته، اتم هیدروژن از قاعده‌ی هشت تایی پیروی نمی‌کند. هیدروژن یک الکترون در بیرونی ترین لایه‌ی خود دارد. و چون این لایه حداکثر با دو الکترون کامل می‌شود و به آرایش گاز نجیب هلیم میرسد؛ پس هیدروژن، برای کامل شدن تنها یک الکترون کم دارد. از این رو، هیدروژن در پیوندهای کووالانسی همیشه یک الکترون به اشتراک می‌گذارد.می‌توان برای نشان دادن پیوند کووالانسی از آرایش الکترون نقطه‌ای استفاده نمود. برای مثال، وقتی دو اتم کلر، تشکیل یک مولکول کلر می‌دهند؛ یه جفت الکترون به اشتراک می‌گذارند.آرایش الکترون نقطه‌ای نشان می‌دهد که هر اتم Cl دارای سه جفت الکترون است؛ که در پیوند شرکت نمی‌کنند (که به آنها الکترون‌های ناپیوندی گفته می‌شود)  و همچنین هر اتم یک الکترون به اشتراک گذاشته دارد (الکترون پیوندی). گاهی اوقات برای نشان دادن جفت الکترون‌های اشتراکی از یک خط استفاده می‌شود.در شکل زیر تشکیل یک مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن نشان داده شده است. اکسیژن دارای ظرفیت دو است و هیدروژن تنها یک الکترون دارد. بنابراین، هر اتم هیدروژن الکترون خود را با یک الکترون ظرفیت اکسیژن به اشتراک می‌گذارد. در نتیجه دو پیوند تکی به وجود می‌آید.شکل زیر نیز تشکیل یک مولکول اکسیژن را نشان می‌دهد. ظرفیت اتم اکسیژن، دو است. بدین معنی، که برای تکمیل لایه ظرفیت خود به دو الکترون نیاز دارد. بنابراین، دو اتم اکسیژن با یکدیگر ترکیب می‌شوند و دو الکترون ظرفیت خود را به اشتراک می‌گذارند. در نتیجه، یک پیوند دو گانه ایجاد می‌کنند.

مثال ۱

آرایش الکترون نقطه‌ای را برای هریک از مولکول‌های زیر رسم کنید.

الف) کربن دی اکسید (CO۲)

ب) HCN

ج) PBr۳

پاسخ:

الف)

ب)

ج

مشاهده و انجام آزمایش در سایت آزتو