ما هي الروابط الاقترانية conjugated bonds

1 إجابة واحدة
طالب
المحاسبة, جامعة تشرين

لفهم الروابط الاقترانية يتوجب عليك أولًا فهم واستيعاب مصطلح النظام المقترن (Conjugated system)، وهو عبارة عن مركب كيميائي تساهمي، يتألف هذا المركب من سلسلة أو مجموعات من الذرات التي لا تتشارك الإلكترونات الخاصة بها فيما بينها بتشكيلٍ من روابط منفردة، ما يسمح لهذه الإلكترونات بإمكانية التأثير على بعضها البعض.

ومن الأمثلة على ذلك انفصال مجموعة هيدروكسيل (C ∶ O) ومجموعة كربونيل (OH) عن بعضها البعض بمسافة كبيرة ضمن جزيءٍ ما، فكل مجموعة من المجموعتين حينها تمتلك خصائص خاصة بها تميزها عن المجموعة الثانية، ولكن عند اجتماع هاتين المجموعتين، ستشكلان مجموعة جديدة اسمها مجموعة الكربوكسيل (COOH) بخصائص مختلفة تمامًا عن خصائص المجموعتين المشكلتين في حال كانتا منفصلتين.

بمثالٍ آخر لا تساهم الروابط المنعزلة المزدوجة الموجودة في الهيدروكروبون (hydrocarbon) بإعطاء أي لون للمركب، ولكن في حالة احتواء جزيء على سلسلة من الروابط الفردية والمزدوجة سيؤدي ذلك إلى ظهور تشكيل لوني مميز ضمن الجزيء ناتج عن الاقتران.

فالنظام المقترن بتعريفٍ آخر هو نظام ترتبط فيه مدارات من نوع P بإلكترونات غير محددة المكان ضمن مركباتٍ تحتوي على روابط مزدوجة ومفردة، إن طبيعة للنظام هذه تؤدي إلى خفض الطاقة الإجمالية للجزيء ما يجعله أكثر استقرارًا.

قد يحتوي النظام المقترن على الأزواج الوحيدة، أو الجذور، أو أيونات الكاربونيوم كجزءٍ منه، كما قد يكون المركب دوريًا أو غير دوريٍ، أو مختلطًا أو خطيًا.

فالاقتران ضمن النظام ما هو إلا تداخل مدار واحد من نوع P مع مدارٍ آخر من نفس النوع، بحيث تربط بين المدارين رابطة اقترانية من نوع سيغما، في الذرات الكبيرة قد نشاهد ارتباط مدارات من نوع d كذلك.

فالنظام المقترن يحتوي على منطقةٍ من المدارات P المتداخلة فيما بينها، والتي تشكل جسورًا بين الروابط الفردية المجاورة. ما يعطي لإلكترونات Pi المتواجدة ضمن المدارات المحاذية المجاورة صفة اللامركزية، بحيث لا نستطيع تحديد مكانها بشكلٍ صحيح، أي أن إلكترونات Pi هذه لا تنتمي إلى ذرةٍ واحدة، أو رابطة واحدة، بل تنتمي إلى مجموعةٍ من الذرات في آنٍ واحدٍ.

بالإمكان العثور على أكبر الأنظمة المقترنة ضمن مركبات الغرافين (graphene)، والغرافيت (graphite)، ومركبات البوليمر الموصلة (conductive polymers)، والأنابيب النانوية الكربونية (carbon nanotubes).

فالإقتران يتم عن طريق روابط مزدوجة وفردية متناوبة، طالما أن للذرة المجاورة الموجودة ضمن سلسلة من الذرات مدار P متوفر.

فمركب الفوران (furan) على سبيل المثال، عبار عن حلقةٍ مكونةٍ من خمسة أطراف بالإضافة إلى رابطتين مزدوجتين متداخلتين مع ذرة اوكسجين، لذرة الأوكسجين هذه زوجان وحيدان، يشغل واحدٌ منهما مدار P في مركزه، وبالتالي يكون هذا الزوج مسؤولا في الحفاظ عن الاقتران الحاصل بين الأجزاء الخمسة المشكلة للحلق.

إن تواجد النيتروجين ضمن الحلقة أو ضمن مجموعات ترتبط بالحلق كمجموعة الكربونيل (C=O)، أو مجموعة الإيمين (C=N)، أو مجموعة الفينيل (C=C) أو الأنيون ستكون سبيلًا كذلك في الحفاظ على الغقتران من خلال تقديم مدارات Pi كافية للحفاظ على ذلك.

للاقتران طرقٌ اُخرى، فالاقتران المتجانس (Homoconjugation) هو اقتران يتم بين نظامين من نوع π، مفصولين عن بعضهما بمجموعةٍ غير مقترنة كـ CH2.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي الروابط الاقترانية conjugated bonds"؟