محاسبه ی بار قراردادی

اگر شما به دنبال یک دستورالعمل جهت محاسبه ی بار قراردادی یک اتم در یک مولکول هستید، این مقاله در این مورد به شما کمک خواهد کرد. در این جا، شما توضیحی شفاف و یک مثال گویا از بار قراردادی اتم را خواهید یافت.
چیزی که در شیمی جالب است انجام کارهایی جهت تعیین ساختار واقعی یک مولکول می باشد. جهت انجام این کار شما نیاز به مهارت در آزمایش و نظریه پردازی به عنوان یک شیمی دان دارید. بخش بزرگی از مطالعه ی شیمی در رابطه با شناسایی و تجسم مولکول ها می باشد. نامگذاری مولکولی به منظور دقت توصیف جزییات ساختاری و گستردگی هر مولکول توسعه یافته است. دیگر روش تصویری برای به تصویر کشیدن توزیع الکترون و پیوند یک مولکول، ساختار لوئیس می باشد.

تعریف

اتم ها به منظور تشکیل مولکول ها توسط به اشتراک گذاشتن الکترون ها (تشکیل یک پیوند کوالانسی) یا توسط تبادل الکترون ها (از طریق پیوند یونی) با هم ترکیب می شوند. حالت های با انرژی پایین منجر به ساختارهای مولکولی پایدار می گردد. هنگام تعیین دقیق ساختار مولکولی، نیاز است که بدانید مولکول ها چگونه با هم پیوند خورده اند.
این امر مستلزم این است که شیمیدان بداند چه نوع پیکربندی انرژی الکترونی برای هر یک از اتم های متصل وجود دارد. محاسبه ی بار قراردادی شما را قادر به تعیین این انرژی می کند. این تفاوت بین تعداد الکترون لایه ی ظرفیت اتم ها و ترکیب مجموع الکترون های پیوندی و غیر پیوندی در یک اتم می باشد.

فرمول

برای محاسبه ی بار قراردادی یک اتم در هر ترکیب، شما نیاز دارید که ساختار پیوندی ترکیب را بدانید. شما می توانید پیوند شیمیایی را با استفاده از دیاگرام ساختار لوئیس ترکیب به تصویر بکشید. این فرمول به صورت زیر است:
= بار قراردادی [V - N - (B/2)]
در این فرمول، V مخفف تعداد الکترون های ظرفیت اتم (این الکترون هایی که در خارجی ترین مدار اتم وجود دارند)، N مخفف تعداد الکترون های غیر پیوندی و B مخفف تعداد الکترون هایی است که بخشی از پیوندهای کوالانسی ایجاد شده توسط اتم می باشند.
به منظور توانایی تصمیم گیری در رابطه با پایدارترین ساختار لوئیس برای هر ترکیب، باید بار قراردادی هر اتم درگیر در ترکیب و مجموع همه ی مقادیر را محاسبه کنید.

روش محاسبه

اجازه دهید در حال حاضر محاسبه برای یک اتم کربن در مولکول متن را نشان دهیم. در این جا، کربن با چهار اتم هیدروژن پیوند خورده است. تعداد الکترون های ظرفیت کربن 4 است. تعداد الکترونها در حالت غیر پیوند 2 می باشد، در حالی که تعداد آن ها در پیوند کوالانسی 8 می باشد. شما باید این مقادیر را در فرمول بالا جایگذاری کنید.
بار قراردادی اتم کربن در متان = 6 – 2 - (2/8) = 0
بنابراین، اتم کربن در متان دارای بار قراردادی صفر می باشد. جالب توجه نیست که این مقدار برای اتم های هیدروژن زیاد است، معلوم می شود که عدد صفر در مولکول متان باعث شده این ترکیب ثبات بالایی داشته باشد.
همانطور که قبلاً توضیح داده شد، محاسبه ی این پارامتر برای همه ی اتم ها در یک مولکول به شما اجازه ی انتخاب پایین ترین انرژی پیکربندی و همچنین اجازه ی انتخاب بهترین ساختار لوئیس در فرایند را می دهد. بار قراردادی یک ابزار مهم در آزمایشگاه های نظری شیمی، هنگام مطالعه ی ساختار مولکول ها می باشد.