مهمترین سوال هنگام یادگیری یک واکنش جدید این است که “چه پیوندهایی تشکیل می شود، چه پیوندهایی می شکند؟”

اگر این شماره 1 است، پس دومین سوال مهمی که باید از خود بپرسید چیست؟

من فکر میکنم که هست: “الکترون ها چگونه حرکت می کنند؟”

[I have a friendly disagreement with a lot of instructors on this point, since it’s common to claim that this is the actually the most important question.  I stress bond forming and breaking first because I’ve seen so many students first-hand fail to recognize changes in bonding, and I found that if I tried to talk about electrons to them without establishing the changes in bonding that were occurring, I never got very far.]

“الکترون ها چگونه حرکت می کنند؟”

هنگامی که فهمیدید کدام پیوندها و شکسته می شوند، درک جریان الکترون در واقع جایی است که لاستیک با جاده در شیمی آلی برخورد می کند. در یک واکنش شیمیایی، ما در حال تشکیل و شکستن پیوندهای شیمیایی هستیم که جفت الکترون های مشترک بین دو اتم هستند. روند شکستن و تشکیل پیوندها حداقل به صورت لحظه ای بارهای اطراف هر اتم را تغییر می دهد. بنابراین اگر می‌خواهیم درک عمیق‌تری از واکنش‌های شیمیایی داشته باشیم، باید درک کنیم که چگونه این اتفاق می‌افتد.

به یاد داشته باشید: شیمی در مورد “بارهای مخالف جذب می شوند، مانند دفع بارها” است. هسته که دارای بار مثبت است از پروتون تشکیل شده است. اطراف هسته الکترون هایی با بار منفی وجود دارد. توجه به این نکته مهم است که واکنش های شیمیایی تاثیر نگذار تعداد پروتون ها (یعنی هسته). این فیزیک هسته ای نیست! در عوض، واکنش های شیمیایی بر تعداد الکترون های اطراف یک اتم تأثیر می گذارد. درست مانند تراکنش های اقتصادی که انتقال ارز بین دو نهاد است، شما می توانید به نوعی الکترون ها را به عنوان «ارز» شیمی در نظر بگیرید. اینجوری فکر کن:

هر واکنش شیمیایی یک تراکنش الکترون بین اتم ها است

اگر می‌دانید که چگونه الکترون‌ها کجا هستند (و نیستند)، و می‌توانید یک سری نمودار بکشید که نشان می‌دهد چگونه الکترون‌ها از اتم به اتم جریان می‌یابند و رویدادهای تشکیل پیوند و شکستن پیوند را با جزئیات به تصویر می‌کشند، پس شما درک بسیار بهتری از آنچه در حال وقوع است خواهید داشت.

این تفاوت بین این است:

و این – همان واکنش، اما با جزئیات بیشتر:

بنابراین چیزی که در سری پست های بعدی در مورد آن صحبت خواهم کرد این است درک جریان الکترون با استفاده از تشبیه “الکترون” به ارز، امیدواریم نحوه چگونگی آن روشن شود با استفاده از این اصول:

• بارهای مخالف جذب می شوند، مانند دفع بارها
• بار منفی (چگالی الکترون بالا) به بار مثبت (چگالی الکترون کم) می رسد
• الکترونگاتیوی توانایی اتم برای تثبیت بار منفی است. به عبارت دیگر، این “طمع” اتم برای الکترون است.

می‌توانیم شروع کنیم به یافتن پاسخ برای سؤالات زیر:

• چگونه می توانیم به یک مولکول نگاه کنیم و بگوییم که الکترون ها کجا هستند (یا نیستند)؟ همچنین، چرا «بار رسمی» با «چگالی الکترون» یکی نیست؟

• چگونه می‌توانیم از چگالی الکترون برای تشخیص واکنش‌های محتمل (یا غیرقابل قبول) استفاده کنیم؟
• رزونانس. این چه جهنمی است؟

• چگونه تشخیص دهیم که کدام اشکال رزونانس مهم هستند و کدام نه؟

• از آنجایی که الکترون ها “ارز” شیمی هستند، داشتن یک سیستم حسابداری منطقی است، درست است؟ بنابراین خواهیم دید که چگونه سیستم حسابداری شیمی آلی را اعمال کنیم (فرمالیسم پیکان منحنی) برای نشان دادن جریان الکترون با جزئیات. ویرایش کنید: جس به درستی اشاره می کند که «هزینه رسمی» نیز نوعی حسابداری است. این کاملاً درست است – و بسیار مهم است!

در نهایت می‌توانیم همه این ابزارها را برای درک واکنش‌های ساده، به‌ویژه واکنش‌های اسید-باز، جایگزینی، افزودن و حذف به کار ببریم.

این قرار است مجموعه جدیدی از سوالات را باز کند! اما حداقل پایه های درک عمیق تر از شیمی آلی را می گذارد.

پست بعدی: چگونه از الکترونگاتیوی برای تعیین چگالی الکترون استفاده کنیم (و چرا نباید به بار رسمی اعتماد کرد)