أنواع الصيغ الكيميائية Types of Chemical formulas

أولاً/ الصيغ البنائية Structural formulas 

تعرف الصيغ البنائية على أنها صيغ تبين موضع ونوع الارتباط بين ذرات العناصر الداخلة في تركيب الجزئ ويعبر عنها بعدة طرق كما يلي: –

(1) الصيغة الخطية Line formula

– تعرف بتراكيب كيكول Kekule structures

– ويعبر عنها بخطوط بين ذرات العناصر في الجزئ بحيث يمثل كل خط إلكترونين مشاركين في تكوين الرابطة.

(2) الصيغة المكثفة Condensed formula

تعتبر هذه الصيغة أكثر شيوعاً حيث تجمع الذرات المتشابه مع بعضها وتكتب متجاورة بدون خطوط ماعدا الروابط المتضاعفة.

(3) الصيغة الهيكلية Skeletal formula

– تتميز هذه الطريقة بسرعتها حيث يعبر عنها بالهيكل الكربوني على صورة خطوط لا تظهر فيها ذرات الكربون والهيدروجين بينما تكتب الذرات الأخرى إن وجدت.

– وعند وجود روابط متضاعفة تكتب كخطوط توازي الخط الذي يمثل الهيكل الكربوني.

– كما تعتمد على نظام الزوايا لمعرفة عدد ذرات الكربون فى الجزئ حيث تمثل كل نقطة إلتقاء خطين ذرة كربون.

– كما تستخدم بكثرة في تمثيل المركبات الحلقية. 

– لتغيير صيغة المركبات من هيكلية إلى مكثفة يجب معرفة عدد ذرات الكربون المرتبطة والتي تمثل بداية ونهاية كل خط Line segment

– يحسب عدد ذرات الهيدروجين المرتبطة بكل ذرة كربون من خلال طرح عدد الروابط المتصلة بذرة الكربون في الصيغة الهيكلية من تكافؤ الكربون (4) وذلك كما يلي :-

ثانياً/ الصيغة الأولية (الوضعية) Empirical formula  

هي صيغة تبين نوع العناصر الداخلة فى تركيب الجزئ من خلال إظهار أبسط نسبة لعدد ذرات العناصر فيه. 

ثالثاً/ الصيغة الجزيئية Molecular formula  

– يطلق عليها القانون الحقيقي لأنها تدل على عدد ونوع ذرات العناصر الداخلة في تكوين الجزئ الواحد.

– ولكنها لا تعطي كيفية ارتباط وتوزيع الذرات بالنسبة لبعضها.

– فكثير من الجزئيات تشترك فى الصيغة الأولية وتختلف فى الصيغة الجزيئية مثل المركبات Ethylene – Cyclohexane – Cyclopentane جيث جميعها تملك الصيغة الأولية CH₂ 

– وقد تتساوي الصيغة الأولية والجزيئية في بعض المركبات خصوصاً فى المركبات الأيونية مثل MgCl₂ , KI , AgCl

خطوات تعيين الصيغة الأولية والصيغة الجزيئية

خطوات تعيين الصيغة الأولية

– نتبع الخطوات الآتية لتعيين الصيغة الأولية للمركبات الكيميائية كما يلي:

(1) تحليل نوعي Qualitative analysis (معرفة أنواع العناصر المكونة لجزئ)

(2) تحليل كمي Quantitative analysis (معرفة النسب الوزنية للعناصر المكونة لجزئ)

(3)  عدد المولات = وزن العنصر / الوزن الذري.

(4) نوجد أبسط نسبة عددية لعدد المولات بقسمة الأعداد على أصغر عدد.

خطوات تعيين الصيغة الجزيئية

– نتبع الخطوات الآتية لتعيين الصيغة الجزيئية للمركبات الكيميائية كما يلي:

(1) تحليل نوعي ثم تحليل كمي

(2) وزن العنصر = النسبة المئوية للعنصر x الوزن الجزيئي.

(3) عدد الذرات في الجزئ = وزن العنصر ÷ الوزن الذري للعنصر .

طريقة أخرى لتعيين الصيغة الجزيئية

(1) نوجد الصيغة الأولية.

(2) عدد مرات التضاعف = الوزن الجزيئي ÷ مجموع أوزان ذرات الصيغة الأولية.

(3) الصيغة الجزيئية = عدد مرات التضاعف  الصيغة الأولية. 

أمثلة محلولة على تعيين الصيغ البنائية والجزيئية

مثال (1): عند تحليل عينة من البنزين وجد أنه يحتوي على 92.26% من وزنه كربون والباقى هيدروجين. أوجد الصيغة الأولية والجزيئية له علماً بأن الوزن الجزيئي للبنزين هو 78؟

الحل:

مثال (2): عند تحليل عينة من فيتامين C وجد أنها تحتوي على أكسجين وهيدروجين وكربون والنسبة المئوية لكتل العناصر هي 54.4 و 4.58 و40.9 على الترتيب. أوجد الصيغة الأولية للفيتامين؟ وإذا علمت أن الوزن الجزيئي له هو 176 فأوجد الصيغة الجزيئية ؟ ( C=12.01 , H=1.01 , O= 16)

الحل:

مثال (3): استخرج الصيغ الأولية من الصيغ الجزيئية التالية؟

مثال (4): مركب غير عضوي يحتوي على 60% من وزنه أكسجين والباقي كبريت. أوجد الصيغة الأولية وكذلك الجزيئية للمركب؟

الحل:

المصادر : أسس الكيمياء العضوية Foundations of Organic Chemistry للمؤلف وائل غالب محمد – وليد محمد السعيطي