ما هي حاسبة الشحنة الصورية؟
حاسبة الشحنة الصورية أداة كيميائية تساعدك على تحديد الشحنة الصورية (Formal Charge) لذرة بعينها داخل جزيء أو أيون متعدد الذرات. والشحنة الصورية طريقة محاسبية لتتبّع الإلكترونات والتنبؤ بأكثر ترتيبات الذرات استقرارًا في بنية لويس. فمن خلال مقارنة عدد الإلكترونات التي «تمتلكها» الذرة داخل الجزيء بعددها في الذرة الحرة المتعادلة، يستطيع الكيميائيون معرفة أيّ صيغ الرنين أكثر تفضيلًا، وأين يُرجَّح أن تستقر الشحنات. تعمل هذه الحاسبة مع أي عنصر، وتُستخدم في جميع أنحاء العالم ضمن مقررات الكيمياء العامة والعضوية وغير العضوية.
كيفية استخدام الحاسبة
لإيجاد الشحنة الصورية لذرة ما، تحتاج فقط إلى ثلاث معلومات من بنية لويس:
- إلكترونات التكافؤ – عدد الإلكترونات في الغلاف الخارجي للذرة المتعادلة (تُؤخذ من مجموعتها في الجدول الدوري).
- الإلكترونات غير الرابطة – عدد إلكترونات الأزواج الحرة (غير المشتركة) على الذرة.
- الإلكترونات الرابطة – العدد الكلي للإلكترونات في الروابط المتصلة بالذرة (كل رابطة أحادية = 2، ومزدوجة = 4، وثلاثية = 6).
أدخل هذه القيم لتُظهر لك الحاسبة الشحنة الصورية على الفور.
شرح المعادلة
معادلة الشحنة الصورية هي:
الشحنة الصورية = إلكترونات التكافؤ − الإلكترونات غير الرابطة − (الإلكترونات الرابطة ÷ 2)
تطرح جميع إلكترونات الأزواج الحرة (لأن الذرة تحتفظ بها بالكامل)، ونصف الإلكترونات الرابطة المشتركة (إذ تُقسَّم كل رابطة بالتساوي بين ذرتين). وتُخبرك النتيجة بكيفية مقارنة توزيع الإلكترونات بالذرة المتعادلة.
مثال محلول
لنأخذ ذرة الأكسجين في أيون الكربونات (CO₃²⁻) التي تكوّن رابطة مزدوجة مع الكربون:
- إلكترونات تكافؤ الأكسجين = 6
- الإلكترونات غير الرابطة = 4 (زوجان حرّان)
- الإلكترونات الرابطة = 4 (رابطة مزدوجة واحدة)
الشحنة الصورية = 6 − 4 − (4 ÷ 2) = 6 − 4 − 2 = 0
أما ذرّات الأكسجين ذات الرابطة الأحادية فلها 6 إلكترونات غير رابطة وإلكترونان رابطان، مما يعطي شحنة صورية مقدارها −1 لكلٍّ منها.
الأسئلة الشائعة
هل الشحنة الصورية هي نفسها رقم الأكسدة؟ لا. تفترض الشحنة الصورية أن الإلكترونات في الروابط تُتقاسم بالتساوي، بينما يُسنِد رقم الأكسدة الإلكترونات المشتركة إلى الذرة الأكثر كهرسالبية.
ماذا تعني الشحنة الصورية الصفرية؟ البنية التي تحمل فيها معظم الذرات شحنة صورية تساوي صفرًا تكون عادةً الأكثر استقرارًا والأكثر تفضيلًا في بنية لويس.
هل ينبغي أن يكون لمجموع الشحنات الصورية قيمة معينة؟ نعم. مجموع جميع الشحنات الصورية في الجزيء أو الأيون يساوي الشحنة الكلية لذلك النوع الكيميائي.
