قاعدة 18 إلكترون شرح تفصيلي
قاعدة 18 إلكترون هي مصطلح يستخدم في كيمياء التنسيق لوصف مركب يحتوي على 18 إلكترون في مجال التنسيق الخاص به. هذا المفهوم مفيد في تحديد الاستقرار والتفاعل لمركب التنسيق ، ويستخدم على نطاق واسع في مجال الكيمياء غير العضوية. في هذه المقالة ، سوف نتعمق في مفهوم قاعدة 18 إلكترون ونستكشف أهميتها ، واستخدامها في التكوين المعقد ، والأنواع المختلفة لقواعد 18 إلكترون.
مفهوم قاعدة 18 إلكترون؟
قاعدة 18 إلكترون هي بنية نظرية تساعد في التنبؤ باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق. يعتمد على عدد إلكترونات لويس ، الذي يحسب عدد الإلكترونات في مجال التنسيق لأيون فلز. وفقًا لقاعدة 18 إلكترون ، يعتبر مركب التنسيق مستقرًا عندما يحتوي على 18 إلكترونًا في مجال التنسيق الخاص به.
ما سبب أهمية قاعدة 18 إلكترون؟
تعتبر قاعدة 18 إلكترون مهمة في كيمياء التنسيق لأنها توفر طريقة للتنبؤ باستقرار المجمعات المعدنية الانتقالية. من خلال حساب عدد الإلكترونات في مجال التنسيق للمركب ، تسمح قاعدة 18 إلكترون للعلماء بتقييم استقرار المركب وعمل تنبؤات حول تفاعله وخصائصه الأخرى.
تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لقاعدة 18 إلكترون في أنها توفر طريقة بسيطة ومباشرة لتقييم استقرار المجمع. بمجرد حساب عدد الإلكترونات في مجال التنسيق ، يمكن للعلماء تحديد ما إذا كان من المحتمل أن يكون المركب مستقرًا أو قد يكون عرضة للتفاعل أو عدم الاستقرار. يمكن أن يكون هذا أداة قيمة لتوليف مجمعات جديدة أو لفهم سلوك المجمعات الموجودة.
بالإضافة إلى فائدتها للتنبؤ بالاستقرار ، توفر قاعدة 18 إلكترون أيضًا طريقة لفهم تفاعل المجمعات المعدنية الانتقالية. من خلال معرفة عدد الإلكترونات في مجال التنسيق ، يمكن للعلماء وضع تنبؤات حول تفاعل المركب وإمكانية مشاركته في التفاعلات الكيميائية. يمكن أن يكون هذا مفيدًا في تصميم المحفزات الجديدة والعمليات الكيميائية الأخرى التي تستخدم معقدات معدنية انتقالية.
أخيرًا ، تعد قاعدة 18 إلكترون مهمة أيضًا لأنها توفر أساسًا لفهم البنية الإلكترونية للمجمعات المعدنية الانتقالية. من خلال معرفة عدد الإلكترونات في مجال التنسيق ، يمكن للعلماء إجراء تنبؤات حول التكوين الإلكتروني للمركب وفهم طبيعة الترابط بين أيون المعدن وروابطه. يمكن أن يكون هذا مفيدًا في فهم خصائص المجمعات المعدنية الانتقالية وفي تصميم المواد الجديدة التي تستخدم هذه المجمعات.
في الختام ، تعد قاعدة 18 إلكترون أداة مهمة في كيمياء التنسيق التي توفر طريقة للتنبؤ باستقرار وتفاعل المجمعات المعدنية الانتقالية ، وكذلك أساسًا لفهم بنيتها الإلكترونية وترابطها. باستخدام قاعدة 18 إلكترون ، يمكن للعلماء فهم سلوك هذه المجمعات بشكل أفضل وتصميم مجمعات جديدة بخصائص محسنة لمجموعة متنوعة من التطبيقات.
استخدام قاعدة 18 إلكترون في التكوين المعقد
غالبًا ما تستخدم قاعدة 18 إلكترون في تكوين مجمعات معدنية انتقالية للتنبؤ باستقرار المجمع وتوجيه اختيار الروابط. تنص القاعدة على أن مجال التنسيق للمجمع يجب أن يحتوي على قاعدة 18 إلكترون ، والذي يُعتقد أنه يتوافق مع تكوين إلكتروني ثابت للعديد من المجمعات المعدنية الانتقالية.
تحل قاعدة 18 إلكترون في تكوين المجمعات المعدنية الانتقالية ، يمكن أن يتأثر عدد الإلكترونات في مجال التنسيق باختيار أيون معدني وروابط. على سبيل المثال ، يمكن لبعض أيونات المعادن أن تشكل معقدات ذات حالات أكسدة متعددة ، والتي ستؤثر على عدد الإلكترونات في مجال التنسيق. وبالمثل ، يمكن أن يكون للروابط المختلفة أرقام تنسيق مختلفة ، والتي ستؤثر أيضًا على عدد الإلكترونات في مجال التنسيق.
باستخدام قاعدة 18 إلكترون كدليل ، يمكن للعلماء اختيار أيونات المعادن والروابط التي ستؤدي إلى مجمع به كرة تنسيق تحتوي على 18 إلكترونًا. هذا يمكن أن يحسن استقرار المجمع ويقلل من احتمالية التفاعل أو عدم الاستقرار.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدام قاعدة 18 إلكترون في تصميم مجمعات جديدة ذات خصائص محسنة. من خلال اختيار أيونات المعادن والروابط التي ستؤدي إلى معقد مع كرة تنسيق تحتوي على قاعدة 18 إلكترون ، يمكن للعلماء تحسين استقرار وتفاعل المركب ، بالإضافة إلى هيكله الإلكتروني وترابطه.
في الختام ، تلعب قاعدة 18 إلكترون دورًا مهمًا في تكوين المجمعات المعدنية الانتقالية من خلال توفير طريقة للتنبؤ باستقرار المركب وتوجيه اختيار أيونات المعادن والروابط. باستخدام قاعدة 18 إلكترون، يمكن للعلماء تحسين الاستقرار والتفاعل للمجمعات المعدنية الانتقالية وتصميم مركبات جديدة بخصائص محسنة لمجموعة متنوعة من التطبيقات.
أنواع قاعدة 18 إلكترون
هناك عدة أنواع مختلفة من قاعدة 18 إلكترون ، ولكل منها خصائصه الفريدة ونشاطه التفاعلي. الأنواع الأكثر شيوعًا في قاعدة 18 إلكترون هي أنظمة d6 و d8. يحتوي نظام d6 على ستة إلكترونات d في مجال التنسيق الخاص به وغالبًا ما يستخدم في تكوين مجمعات ثماني السطوح. يحتوي نظام d8 على ثمانية إلكترونات d في مجال التنسيق الخاص به وغالبًا ما يستخدم في تكوين مجمعات مستوية مربعة.
نوع آخر من قاعدة 18 إلكترونًا هو نظام d10 ، الذي يحتوي على 10 إلكترونات في مجال التنسيق الخاص به. غالبًا ما يستخدم هذا النظام في تكوين مجمعات رباعية السطوح. أخيرًا ، لا يحتوي نظام d0 على إلكترونات d في مجال التنسيق الخاص به وغالبًا ما يستخدم في تكوين المجمعات الخطية.
في الختام ، تعد قاعدة 18 إلكترون مفهومًا مفيدًا ومستخدمًا على نطاق واسع في كيمياء التنسيق التي توفر طريقة بسيطة وبديهية للتنبؤ باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق. من خلال فهم الأنواع المختلفة من قاعدة 18 إلكترون ، من الممكن تصميم وتحسين مركبات التنسيق الجديدة وفهم سلوك المجمعات المعدنية.
مخطط بياني يوضح أنواع قاعدة 18 إلكترون
العوامل المؤثرة في استقرار قاعدة 18 إلكترون
هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على استقرار قاعدة 18 إلكترون ، بما في ذلك حجم الأيون المعدني ، والتكوين الإلكتروني للأيون المعدني ، ونوع الروابط المستخدمة في تكوين المعقد. يلعب حجم أيون المعدن دورًا مهمًا في استقرار المركب ، حيث تميل أيونات المعادن الأصغر إلى تكوين مجمعات أكثر استقرارًا من المجمعات الأكبر. يؤثر التكوين الإلكتروني للأيون المعدني أيضًا على استقرار قاعدة 18 إلكترون، حيث من المرجح أن تشكل المعادن ذات التكوينات الإلكترونية المنخفضة مجمعات مستقرة أكثر من تلك التي تحتوي على تكوينات إلكترونية أعلى.
يعد نوع الترابط المستخدم في تكوين قاعدة 18 إلكترون عاملاً مهمًا أيضًا في تحديد ثباته. من المعروف أن بعض الترابطات ، مثل NO3− و Cl− و Br− ، تشكل معقدات قوية مع أيونات معدنية ، في حين أن البعض الآخر ، مثل H2O و NH3 و CO ، يميل إلى تكوين مجمعات أضعف. يمكن أيضًا أن يتأثر استقرار المجمع بعدد الروابط الموجودة في مجال التنسيق ، مع وجود مجمعات تحتوي على عدد أقل من الروابط تميل إلى أن تكون أكثر استقرارًا من تلك التي تحتوي على المزيد من الروابط.
تطبيقات قاعدة 18 إلكترون
تحتوي القاعدة المكونة من قاعدة 18 إلكترون على مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات ، بما في ذلك الكيمياء غير العضوية وعلوم المواد والكيمياء البيولوجية. في الكيمياء غير العضوية ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترون لتصميم مركبات التنسيق الجديدة وتحسينها وفهم سلوك المجمعات المعدنية. في علم المواد ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترون لتصميم محفزات جديدة ، وأجهزة استشعار ، ومواد أخرى. في الكيمياء البيولوجية ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترون لفهم سلوك أيونات المعادن في الأنظمة البيولوجية وتصميم أدوية وعلاجات جديدة.
حدود قاعدة 18 إلكترون
في حين أن قاعدة 18 إلكترون هي مفهوم مفيد ومستخدم على نطاق واسع في كيمياء التنسيق ، إلا أن لها حدودها. قاعدة 18 إلكترونًا هي بنية نظرية ولا تتنبأ دائمًا بدقة باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق في الممارسة العملية. من المهم أن نلاحظ أن قاعدة 18 إلكترونًا هي مجرد واحدة من العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على استقرار وتفاعل مركبات التنسيق ويجب عدم استخدامها كمحدد وحيد للاستقرار.
في الختام ، تعد قاعدة 18 إلكترون مفهومًا مهمًا في كيمياء التنسيق التي توفر طريقة بسيطة وبديهية للتنبؤ باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق. من خلال فهم حدودها والعوامل التي يمكن أن تؤثر على استقرار قاعدة 18 إلكترون ، من الممكن تصميم مركبات تنسيق جديدة وتحسينها وفهم سلوك المجمعات المعدنية في مجموعة متنوعة من المجالات.
أمثلة على قاعدة 18 إلكترون
أمثلة قاعدة 18 إلكترون في كيمياء التنسيق
مجمعات الاوكتاهدرا: تعتبر المجمعات الاوكتاهدرا واحدة من أكثر أشكال مركبات التنسيق شيوعًا وغالبًا ما تظهر استقرار 18 إلكترونًا. مثال على مجمع ثماني السطوح هو مركب الكوبالت (III) ، [Co (NH3) 6] 3+.
المجمعات المستوية المربعة: تعتبر المجمعات المستوية المربعة شكلًا شائعًا آخر لمركبات التنسيق التي يمكن أن تظهر استقرارًا يبلغ قاعدة 18 إلكترون. مثال على مجمع مستو مربع هو المركب البلاتيني (II) ، [Pt (en) 2] 2+.
المجمعات الرباعية السطوح: تعتبر المجمعات الرباعية السطوح أقل شيوعًا من المجمعات ثمانية السطوح والمستوية المربعة ، ولكن لا يزال بإمكانها إظهار استقرار قاعدة 18 إلكترون. مثال على مركب رباعي السطوح هو مركب التيتانيوم (IV) ، [Ti (H2O) 6] 4+.
أهمية قاعدة 18 إلكترون في كيمياء التنسيق
تعتبر قاعدة 18 إلكترون مفهومًا مهمًا في كيمياء التنسيق لأنها توفر طريقة بسيطة للتنبؤ باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق. من خلال فهم العلاقة بين عدد الإلكترونات في مجال التنسيق واستقرار المعقد ، من الممكن تصميم مركبات تنسيق جديدة وتحسينها لمجموعة واسعة من التطبيقات.
بالإضافة إلى قدرتها التنبؤية ، توفر قاعدة 18 إلكترون أيضًا إطارًا لفهم سلوك أيونات المعادن في مركبات التنسيق. من خلال فحص عدد الإلكترونات في مجال التنسيق ونوع الروابط الموجودة ، من الممكن فهم تفاعل واستقرار المركب وتصميم مركبات جديدة بالخصائص المرغوبة.
بشكل عام ، تعد قاعدة 18 إلكترون مفهومًا أساسيًا في كيمياء التنسيق التي توفر طريقة بسيطة وبديهية للتنبؤ باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق. من خلال فهم حدودها والعوامل التي يمكن أن تؤثر على استقرار قاعدة 18 إلكترون ، من الممكن تصميم مركبات تنسيق جديدة وتحسينها وفهم سلوك المجمعات المعدنية في مجموعة متنوعة من المجالات.
دور قاعدة 18 إلكترون في أبحاث الكيمياء الحديثة
تستمر قاعدة 18 إلكترون في لعب دور مهم في أبحاث الكيمياء الحديثة ، لا سيما في مجالات الكيمياء غير العضوية وعلوم المواد والكيمياء البيولوجية. في الكيمياء غير العضوية ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترونًا كأداة لتصميم وتوليف مركبات تنسيق جديدة بالخصائص المرغوبة ، مثل النشاط التحفيزي والسلوك المغناطيسي والتلألؤ. في علم المواد ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترونًا لتصميم مواد جديدة بخصائص بصرية وكهربائية ومغناطيسية فريدة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
في الكيمياء البيولوجية ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترونًا لفهم سلوك أيونات المعادن في الأنظمة البيولوجية وتصميم أدوية وعلاجات جديدة. من خلال فهم العلاقة بين عدد الإلكترونات في مجال التنسيق واستقرار المعقد ، من الممكن تصميم الأدوية التي تستهدف على وجه التحديد أيونات المعادن في الأنظمة البيولوجية وتحسين الاستقرار والتفاعل لهذه المركبات.
مستقبل قاعدة 18 إلكترون
إن مستقبل قاعدة 18 إلكترون في كيمياء التنسيق مشرق ، حيث تستمر التطورات الجديدة في التوليف والتوصيف والطرق الحسابية في توسيع فهمنا للمجمعات المعدنية. من المحتمل أن يؤدي تطوير روابط جديدة واكتشاف أيونات معدنية جديدة ذات خصائص فريدة إلى تكوين قواعد جديدة مكونة من قاعدة 18 إلكترون مع تحسين الاستقرار والتفاعل.
بالإضافة إلى ذلك ، من المحتمل أن يلعب تطوير طرق حسابية جديدة ، مثل نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) ، دورًا مهمًا في مستقبل قاعدة 18 إلكترون ، مما يسمح بتنبؤات أكثر دقة لاستقرار وتفاعل مركبات التنسيق. مع استمرار تطور فهمنا لكيمياء التنسيق ، ستستمر قاعدة 18 إلكترون في لعب دور مهم في تصميم وتحسين مركبات التنسيق الجديدة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
في الختام ، تعد قاعدة 18 إلكترون مفهومًا مهمًا ودائمًا في كيمياء التنسيق وله تاريخ طويل في توفير طريقة بسيطة وبديهية للتنبؤ باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق. مع استمرار تطور فهمنا لكيمياء التنسيق ، ستستمر قاعدة 18 إلكترون في لعب دور مهم في تصميم وتحسين مركبات التنسيق الجديدة لمجموعة واسعة من التطبيقات.
حدود قاعدة 18 إلكترون
على الرغم من أن قاعدة 18 إلكترون هي مفهوم مفيد في كيمياء التنسيق ، إلا أن لها حدودها. أحد القيود الرئيسية هو أن قاعدة 18 إلكترون تستند إلى افتراض أن جميع الروابط محايدة وغير متفاعلة. غالبًا ما يكون هذا الافتراض غير صحيح ، ويمكن أن تتفاعل الروابط مع بعضها البعض ومع أيون المعدن ، مما يؤثر على استقرار المجمع.
يتمثل أحد القيود الأخرى لقاعدة 18 إلكترون في أنها لا تأخذ في الاعتبار التكوين الإلكتروني للأيون المعدني. تحتوي بعض أيونات المعادن ، مثل المعادن الانتقالية ، على تكوينات إلكترونية متعددة ، ويمكن أن يتأثر استقرار المركب باختيار التكوين الإلكتروني.
بالإضافة إلى ذلك ، لا تأخذ قاعدة 18 إلكترون في الحسبان التغيرات في حالة أكسدة أيون المعدن. يمكن أن تؤثر حالة أكسدة أيون المعدن على استقرار المركب وعدد الإلكترونات في مجال التنسيق.
أخيرًا ، لا تنطبق قاعدة 18 إلكترون دائمًا على جميع مركبات التنسيق. قد لا تتناسب بعض مركبات التنسيق ، مثل تلك ذات مواقع التنسيق المفتوحة أو تلك التي لديها حالات أكسدة عالية ، مع قاعدة 18 إلكترون.
العوامل المؤثرة في استقرار قاعدة 18 إلكترون
هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على استقرار قاعدة 18 إلكترون ، بما في ذلك طبيعة أيون المعدن ، ونوع الروابط الموجودة ، وهندسة التنسيق ، والتكوين الإلكتروني للأيون المعدني.
يمكن أن تؤثر طبيعة أيون المعدن ، مثل حالة الأكسدة وتكوين الإلكترون وحجمه ، على استقرار قاعدة 18 إلكترون. يمكن أن يؤثر نوع الروابط الموجودة ، مثل المحايدة أو المشحونة ، على استقرار المجمع. يمكن أن تؤثر هندسة التنسيق ، مثل ثماني السطوح أو مستوٍ مربع أو رباعي السطوح ، على استقرار المجمع.
يمكن أن يؤثر التكوين الإلكتروني للأيون المعدني أيضًا على استقرار قاعدة 18 إلكترون . تحتوي بعض أيونات المعادن على تكوينات إلكترونية متعددة ، ويمكن أن يتأثر استقرار المجمع باختيار التكوين الإلكتروني.
في الختام ، تعد قاعدة 18 إلكترون مفهومًا مفيدًا في كيمياء التنسيق التي توفر طريقة بسيطة وبديهية للتنبؤ باستقرار مركبات التنسيق. ومع ذلك ، فإن قاعدة 18 إلكترونًا لها حدودها ، ومن المهم فهم العوامل التي يمكن أن تؤثر على استقرار قواعد 18 إلكترونًا من أجل التنبؤ بدقة باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق.
أهمية فهم قاعدة 18 إلكترون في تنسيق تعليم الكيمياء
يعد فهم قاعدة 18 إلكترون أمرًا ضروريًا في مجال تنسيق الكيمياء وعادة ما يتم تدريسه في دورات تمهيدية ومتقدمة في الكيمياء غير العضوية. يوفر للطلاب طريقة بسيطة وبديهية للتنبؤ باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق ويعمل كأساس لفهم المفاهيم الأكثر تعقيدًا في كيمياء التنسيق.
بالإضافة إلى توفير أساس لفهم كيمياء التنسيق ، تعد قاعدة 18 إلكترون أيضًا أداة مهمة للطلاب في وظائفهم المستقبلية ، لا سيما في مجالات مثل علوم المواد والكيمياء البيولوجية والهندسة الكيميائية. من خلال فهم قاعدة 18 إلكترون ، سيكون الطلاب مجهزين بشكل أفضل لتصميم وتركيب مركبات التنسيق الجديدة ذات الخصائص المرغوبة وفهم سلوك أيونات المعادن في الأنظمة البيولوجية.
تطبيقات العالم الحقيقي في قاعدة 18 إلكترون
تحتوي قاعدة 18 إلكترون على مجموعة واسعة من التطبيقات الواقعية ، لا سيما في مجالات علوم المواد والكيمياء البيولوجية والهندسة الكيميائية. في علم المواد ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترون لتصميم مواد جديدة بخصائص بصرية وكهربائية ومغناطيسية فريدة لمجموعة واسعة من التطبيقات ، مثل الخلايا الشمسية وأجهزة التخزين المغناطيسية والخلايا الكهروضوئية.
في الكيمياء البيولوجية ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترون لفهم سلوك أيونات المعادن في الأنظمة البيولوجية وتصميم أدوية وعلاجات جديدة. من خلال فهم العلاقة بين عدد الإلكترونات في مجال التنسيق واستقرار المعقد ، من الممكن تصميم الأدوية التي تستهدف على وجه التحديد أيونات المعادن في الأنظمة البيولوجية وتحسين الاستقرار والتفاعل لهذه المركبات.
في الهندسة الكيميائية ، تُستخدم قاعدة 18 إلكترون لتصميم المحفزات وتحسينها لمجموعة واسعة من التفاعلات الكيميائية ، مثل إنتاج الوقود والبلاستيك والمستحضرات الصيدلانية. من خلال فهم قاعدة 18 إلكترون ، يكون المهندسون الكيميائيون مجهزين بشكل أفضل لتصميم المحفزات وتحسينها مع تحسين الاستقرار والتفاعل.
في الختام ، تعد قاعدة 18 إلكترون مفهومًا مستخدمًا على نطاق واسع في الكيمياء التنسيقية التي لديها مجموعة واسعة من تطبيقات العالم الحقيقي في مجالات مثل علوم المواد والكيمياء البيولوجية والهندسة الكيميائية. من خلال فهم قاعدة 18 إلكترونًا ، سيكون الطلاب والمهنيون مجهزين بشكل أفضل لتصميم وتحسين مركبات التنسيق الجديدة بالخصائص المرغوبة وفهم سلوك أيونات المعادن في أنظمة العالم الحقيقي.
الاتجاهات المستقبلية لدراسة قاعدة 18 إلكترون
على الرغم من استخدامها على نطاق واسع وأهميتها في كيمياء التنسيق ، لا يزال هناك الكثير لنتعلمه عن قاعدة 18 إلكترونًا. على وجه الخصوص ، لا تزال قيود قاعدة 18 إلكترونًا والعوامل التي تؤثر على استقرار قواعد 18 إلكترونًا قيد الدراسة والتحسين.
يتمثل أحد مجالات البحث في تطوير نماذج أكثر دقة وتنبؤًا لاستقرار مركبات التنسيق. من خلال دمج فهم أكثر اكتمالاً للعوامل التي تؤثر على استقرار قاعدة 18 إلكترون ، يهدف الباحثون إلى تطوير نماذج يمكنها التنبؤ بدقة باستقرار وتفاعل مركبات التنسيق في مجموعة واسعة من أنظمة العالم الحقيقي.
مجال آخر للبحث هو تطوير روابط جديدة ومحسنة لكيمياء التنسيق. من خلال توليف روابط جديدة ذات خصائص فريدة ، يهدف الباحثون إلى تصميم وتوليف مركبات تنسيق جديدة مع تحسين الاستقرار والتفاعل.
أخيرًا ، يستكشف الباحثون أيضًا استخدام قاعدة 18 إلكترون في تصميم وتركيب مواد وعقاقير ومحفزات جديدة. من خلال الاستفادة من قاعدة 18 إلكترون ، يهدف الباحثون إلى تصميم وتركيب مركبات جديدة بالخصائص المرغوبة لمجموعة واسعة من تطبيقات العالم الحقيقي.
في الختام ، لا تزال دراسة قواعد 18 إلكترون مجالًا نشطًا للبحث ، ولا يزال هناك الكثير مما يجب تعلمه حول القيود والعوامل التي تؤثر على الاستقرار والاتجاهات المستقبلية لقاعدة 18 إلكترون في كيمياء التنسيق. مع استمرار تطور فهمنا لقاعدة 18 إلكترون ، ستستمر في كونها أداة مهمة للطلاب والمهنيين في مجالات علوم المواد والكيمياء البيولوجية والهندسة الكيميائية.
معادلات قاعدة 18 إلكترون مع حلول
لا يتم التعبير عن قاعدة 18 إلكترون عادةً كمعادلة ، بل كمبدأ توجيهي لأقصى عدد من الإلكترونات التي يجب أن تكون موجودة في مجال التنسيق لمركب معدني انتقالي. يشير مجال التنسيق للمركب إلى أيون المعدن والروابط المحيطة ، والتي ترتبط عادةً بأيون المعدن من خلال روابط التنسيق.
تنص قاعدة 18 إلكترون على أن مجال التنسيق للمركب المعدني الانتقالي يجب أن يحتوي على 18 إلكترونًا. يعتمد هذا الرقم على ملاحظة أن المجمعات المعدنية الانتقالية التي تحتوي على قاعدة 18 إلكترون في مجال التنسيق تكون عادةً أكثر استقرارًا وأقل تفاعلًا من المجمعات التي تحتوي على إلكترونات أقل أو أكثر.
لتطبيق قاعدة 18 إلكترون ، يمكنك حساب عدد الإلكترونات في مجال التنسيق لمركب معدني انتقالي. يمكن القيام بذلك عن طريق حساب عدد الإلكترونات في أيون المعدن وعدد الإلكترونات في الروابط. على سبيل المثال ، إذا كان لديك مجمع به أيون معدني به 10 إلكترونات وأربعة روابط ، كل منها يحتوي على إلكترونين ، فإن العدد الإجمالي للإلكترونات في مجال التنسيق هو 10 + (4 × 2) = 18 إلكترونًا.
من الناحية العملية ، لا يتم دائمًا اتباع قاعدة 18 إلكترون تمامًا ، ويمكن أن تظل المجمعات المعدنية الانتقالية التي تحتوي على أكثر أو أقل من 18 إلكترونًا مستقرة ولها خصائص مفيدة. ومع ذلك ، تظل قاعدة 18 إلكترون بمثابة دليل مفيد لفهم استقرار وتفاعل المجمعات المعدنية الانتقالية.
بعض الحقائق الأقل شهرة حول قاعدة 18 إلكترون:
قاعدة 18 إلكترون ليست قاعدة صارمة وسريعة: في حين أن قاعدة 18 إلكترون تستخدم على نطاق واسع كمبدأ توجيهي ، فهي ليست قاعدة صارمة ، والانحرافات عن حد 18 إلكترونًا شائعة. يمكن أن تظل المجمعات التي تحتوي على عدد أكبر أو أقل من الإلكترونات مستقرة ، وفي بعض الحالات ، قد يكون لها خصائص محسنة مقارنة بالمجمعات التي تتبع قاعدة 18 إلكترون.
قاعدة 18 إلكترون غير قابلة للتطبيق عالميًا: تُستخدم قاعدة 18 إلكترون بشكل أساسي للمجمعات المعدنية الانتقالية ، ولكنها لا تنطبق على جميع أنواع المجمعات أو جميع أيونات المعادن الانتقالية. على سبيل المثال ، يمكن أن تحتوي بعض أيونات المعادن الانتقالية على كرات تنسيق مع أكثر من 18 إلكترون دون التضحية بالاستقرار ، وقد يكون للمجمعات التي تحتوي على عناصر المجموعة الرئيسية متطلبات مختلفة لعدد الإلكترونات.
تستند قاعدة 18 إلكترون إلى الملاحظات التجريبية: تم تطوير قاعدة 18 إلكترون بناءً على الملاحظات التجريبية لاستقرار وتفاعل المجمعات المعدنية الانتقالية. على الرغم من أنه تم استخدامه على نطاق واسع ووجد أنه مفيد بشكل عام ، إلا أنه لا يزال من غير المفهوم تمامًا لماذا يبدو أن قاعدة 18 إلكترون هو الرقم الأمثل لاستقرار هذه المجمعات.
قاعدة 18 إلكترونًا ليست العامل الوحيد الذي يؤثر على استقرار المجمعات: في حين أن قاعدة 18 إلكترون هي عامل مهم يجب مراعاته ، إلا أنها ليست العامل الوحيد الذي يؤثر على استقرار المجمعات المعدنية الانتقالية. يمكن أن يكون لعوامل أخرى مثل نوع وترتيب الروابط ، وحالة أكسدة أيون المعدن ، وحجم أيون المعدن تأثير كبير على استقرار المجمعات.
في الختام ، في حين أن قاعدة 18 إلكترون هي إرشادات مستخدمة على نطاق واسع ومفيدة في كيمياء التنسيق ، فهي ليست قاعدة صارمة ، وهناك العديد من الفروق الدقيقة والاستثناءات لتطبيقها. لا تزال هناك حاجة إلى فهم أعمق للعوامل التي تؤثر على استقرار المجمعات المعدنية الانتقالية لزيادة صقل وتوسيع فائدة قاعدة 18 إلكترونًا.
استنتاج
في الختام ، فإن قاعدة 18 إلكترون هي مبدأ توجيهي مستخدم على نطاق واسع في مجال كيمياء التنسيق التي تنص على أن مجال التنسيق لمجمع معدني انتقالي يجب أن يحتوي على 18 إلكترونًا. تستند قاعدة 18 إلكترون إلى الملاحظات التجريبية لاستقرار وتفاعل المجمعات المعدنية الانتقالية وتستخدم على نطاق واسع كدليل للتنبؤ باستقرار هذه المجمعات. في حين أن قاعدة 18 إلكترون ليست قاعدة صارمة وأن الانحرافات عن حد 18 إلكترونًا شائعة ، إلا أنها تظل أداة مفيدة لفهم استقرار وتفاعل المجمعات المعدنية الانتقالية. ومع ذلك ، من المهم أن نتذكر أن قاعدة 18 إلكترون ليست العامل الوحيد الذي يؤثر على استقرار هذه المجمعات ، وهناك العديد من الفروق الدقيقة والاستثناءات لتطبيقها.
اقراء ايضا: التشابه والاختلاف بين ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية
