نظرية تنافر ازواج الالكترونات VSEPR
كيمياء الصف الثاني الثانوي - الترم الثاني 2021


نظرية التنافر بين إلكترونات التكافؤ VSEPR
Valence Shell Electron Pair Repulsion


   نظرية تستخدم لاستنتاج الشكل الفراغي للجزيء أو الأيون.
   تفترض هذه النظرية على أن الذرات تتخذ ترتيبا فراغيا حول الذرة المركزية اعتمادا على التنافر بين أزواج الإلكترونات الرابطة و غير الرابطة في غلاف التكافؤ للذرة ، بحيث تصل لأقل طاقة و بالتالي أكثر استقرارا.
   تعتمد هذه النظرية على أن الشكل الهندسي للجزيء أو الأيون هو الذي يؤدي إلى أقل تنافر بين إلكترونات التكافؤ في ذرات الجزيء أو الأيون ، حيث تتوزع الذرات بالنسبة لبعضها البعض في الجزيء بطريقة تصل من خلالها إلى أقصى حالة من الاستقرار و الثبات و بالتالي تصل إلى الحالة الطاقة الأدنى.
   عند وجود زوجين إلكترونين حرين حول الذرة المركزية فإنهما يتباعدان عن بعضهما البعض ليصبحا على جانبي النواة و بزاوية مقدارها 180 درجة و هنا يوصف الجزيء بأنه خطي مثل CO2  و BeCl2 .
   عند وجود ثلاثة ازواج إلكترونية حرة أو أربعة ازواج إلكترونية حرة حول الذرة المركزية فإن الامر يختلف حيث يأخذ لجزيء أشكالا مختلفة يحددها عدد الازواج الإلكترونية المحيطة بالذرة المركزية.
   من عيوب نظرية تنافر أزواج إلكترونات غلاف التكافؤ أنها لم تفسر كيفية توزيع إلكترونات الرابطة بين أغلفة التكافؤ للذرتين المكونتين للرابطة.
   لتفسير كيفية توزيع إلكترونات الرابطة بين أغلفة التكافؤ للذرتين المكونتين للرابطة ظهرت نظرية رابطة التكافؤ.
   حسب نظرية رابطة التكافؤ فإنه عند تشكيل الرابطة المشتركة تقترب الذرتين من بعضهما البعض بحيث تتداخل الأفلاك الذرية لغلافي تكافؤ الذرتين فتزداد الكثافة الإلكترونية في منطقة تداخل الافلاك بين الذرتين فتقترب النواتين من بعضهما و يزداد انجذابهما نحو منطقة تداخل الفلكين و بذلك تتكون الرابطة المشتركة بينهما.
   و يمكن استخدام نظرية التكافؤ لتفسير بعض الجزيئات البسيطة مثل H2 و  HCl  .

جزيء الهيدروجين

   عند اقتراب ذرتي هيدروجين من بعضهما البعض فإن فلكيهما نصف الممتلئين من نوع 1s يتداخلان مع بعضهما البعض .
   تتركز إلكترونات الرابطة بين نواتي الذرتين حيث تزداد الكثافة الإلكترونية في منطقة التداخل حول المحور الواصل بين النواتين  و تأخذ شكلا متماثلا يقرب من الشكل البيضوي على طول المحور الواصل بين نواتي الذرتين .
   تعرف هذه الرابطة الناتجة عن تداخل فلكي s باسم رابطة سيجما σ .

جزيء كلوريد الهيدروجين

   عند اقتراب ذرة هيدروجين من ذرة كلور فإن فلك الهيدروجين من نوع 1sيتداخل مع فلك الكلور من نوع  3p و بذلك تتركز إلكترونات الرابطة بين نواتي الذرتين حيث تزداد الكثافة الإلكترونية في منطقة التداخل حول المحور الواصل بين النواتين و تأخذ شكلا متماثلا يقرب من الشكل البيضوي على طول المحور الواصل بين نواتي الذرتين ، و تعرف هذه الرابطة الناتجة عن تداخل فلكي  sباسم رابطة سيجما σ .

   أما إذا تداخل فلكp  من الذرة الأولى مع فلك p  من الذرة الثانية فإن ذلك يحدث بطريقتين مختلفتين و هما :
   أولا: تداخل الفلك p مع الفلك p في نفس المحور : حيث تقترب الذرتين من بعضهما البعض بمسافة كافية و يحدث تداخل لفلكيp  من الذرتين على نفس المحور و بذلك تتركز إلكترونات الرابطة بين نواتي الذرتين حيث تزداد الكثافة الإلكترونية في منطقة التداخل حول المحور الواصل بين النواتين و تسمى الرابطة المشتركة الناتجة بالرابطة سيجما σ .
   ثانيا– تداخل الفلك p مع الفلك p جانبيا : حيث يزداد الترابط بين الذرتين بتداخل الأفلاك على المحاور المتقابلة جانبيا و عليه تتوزع الكثافة الإلكترونية بشكل متماثل على جانبي المحور الواصل بين نواتي الذرتين و تسمى الرابطة في هذه الحالة بالرابطة باي π .

   من عيوب نظرية التكافؤ أنها:

1 –  لم تفسر مقدار اختلاف الزاوية بين الروابط في بعض الجزيئات .

2 – لم تفسر قدرة ذرة الكربون على تكوين أربعة روابط في جزيء الميثان CH4 .

3 – و لم تفسر مقدار الزاوية بين الرابط الأربعة في نفس الجزيء و البالغة 109.5 درجة.