رباعي السطوح مقابل الهرم الثلاثي: الفرق والمقارنة

يأتي رباعي الوجوه تحت نوع الهرم الذي له أربعة جوانب أو وجوه مثلثة "متساوية" إذا كنا نتحدث عن الهندسة.

يشار إليه أحيانًا بالهرم الثلاثي حيث أن قاعدته يمكن أن تكون أيًا من تلك الوجوه. يمكن أن يشير أيضًا إلى جزيء يحتوي على أربعة إلكترونات لكل ذرة.

يرتبط هذان الإلكترونان معًا ، مما ينتج عنه بنية متساوية تمامًا. 

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تمتلك جزيئات رباعي السطوح أربع ذرات متباعدة بشكل متساوٍ تحيط بذرة مركزية ، بينما تحتوي الجزيئات الهرمية المثلثية على ثلاث ذرات تحيط بذرة مركزية.
2. قياس زوايا الرابطة في هيكل رباعي السطوح 109.5 درجة ، في حين أن الهياكل الهرمية المثلثية تظهر زوايا رابطة تبلغ حوالي 107 درجة.
3. رباعي السطوح غير قطبي نظرًا لطبيعته المتماثلة ، بينما تُظهر الجزيئات الهرمية المثلثية قطبية بسبب هندستها غير المتماثلة.

رباعي السطوح مقابل تيهرم رجمي 

يتكون الشكل الرباعي السطوح من أربع ذرات أو مجموعات من الذرات مرتبطة بذرة مركزية. يتكون الشكل الهرمي الثلاثي الزوايا من ثلاث ذرات أو مجموعات من الذرات مرتبطة بذرة مركزية. تبلغ زاوية رباعي السطوح 109.5 درجة ، بينما تبلغ زاوية الهرم المثلثي 107 درجات تقريبًا.

على الرغم من أن معظم العناصر رباعية السطوح لها تناظر أقل ، فإن مجموعة النقاط Td تشتمل على الكربون ومركبات رباعية السطوح متماثلة تمامًا. من الممكن صنع مواد رباعي السطوح مراوان.

أربع ذرات إضافية تحيط بالعنصر الأساسي لجسم رباعي السطوح. كل ذرة من الذرات المحيطة لها زاوية رابطة مقدارها 109.5 درجة بسبب العنصر المركزي. 

هندسة زوج الإلكترونات رباعي السطوح ينتج عنها الهرم الثلاثي الزوايا الهندسة الجزيئية NH3 هو مثال شائع يستخدم في هندسة أزواج الإلكترونات رباعية السطوح التي تؤدي إلى الهندسة الجزيئية للهرم المثلثي.

بسبب إلكترونات التكافؤ الخمسة ، يتطلب النيتروجين ثلاثة إلكترونات أخرى يتم الحصول عليها بواسطة ذرات الهيدروجين الثلاث الأخرى ، لتحقيق الثماني.

ينتج عنه زوج إلكترون وحيد مع عدم وجود ذرة أخرى لتشكيل رابطة. 

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	رباعي السطوح Pyramid	الهرم الثلاثي
الهيكلية	الهيكل رباعي السطوح هو نوع من الهرم له أربعة جوانب متساوية وهي مثلثة الشكل.	يحتوي الهرم الثلاثي على ذرة واحدة في كل زاوية والذرات الثلاث الأخرى نفسها.
قطبية	الهياكل الرباعية السطوح هي مركبات غير قطبية.	ينتمي الهرم الثلاثي إلى المركبات القطبية.
الطول	دائمًا ما يكون الهيكل رباعي السطوح متساويًا في الطول مع بعضها البعض.	سيتأثر هيكل الهرم المثلثي بالذرة الوحيدة في قمته.
جاذبية كهربائية	لا يوجد جاذبية كهربائية في المركبات رباعية السطوح.	هناك جاذبية كهربائية في مركبات الهرم الثلاثي الزوايا.
دستور الذرات	جميع الذرات الأربعة البديلة هي نفسها.	يمكن أن يكون للذرة المنفردة تأثير على شكل الهرم ثلاثي الزوايا.

ما هو الهرم رباعي السطوح؟ 

توجد ذرة مركزية في قلب الهندسة الجزيئية رباعية السطوح ، مع وجود أربعة بدائل في زوايا رباعي الوجوه.

عندما تكون جميع البدائل الأربعة متماثلة ، كما في الميثان (CH4) [1] [2] ونظائرها الأثقل ، تكون زوايا الرابطة هي cos1 (13) = 109.4712206 ... ° 109.5 °.  

تشتمل مجموعة النقاط Td على الكربون ومركبات رباعية السطوح متماثلة تمامًا ، على الرغم من أن معظم الذرات الرباعية السطوح لها تناظر أقل. المركبات الرباعية السطوح اللولبية ممكنة. 

العنصر رباعي السطوح هو العنصر الذي تحيط فيه أربع ذرات أخرى بالعنصر الأساسي.  

يشكل العنصر المركزي زوايا رابطة مقدارها 109.5 درجة لكل ذرة من الذرات المحيطة.

الميثان ، CH4 ، الأمونيا ، NH3 ، والماء ، H2O تحتوي جميعها على أربع مجموعات إلكترون تحيط بذرتها الأساسية ، مما يمنحها شكل رباعي السطوح بزوايا رابطة تقارب 109.5 درجة. 

 يحتوي الغاز الطبيعي على أبسط جزيء هيدروكربوني ، الميثان. تعتمد الهندسة رباعية السطوح لكل كربون في سلسلة هيدروكربونية على هذا الجزيء.

يعرض مخطط لويس لـ NH4 + N في المركز ، مع عدم وجود أزواج إلكترونية وحيدة. 

 بالمقارنة ، تحتوي الأمونيا NH3 على زوج واحد. ترتبط ذرة الهيدروجين الرابعة بجزيء الأمونيا كأيون هيدروجين (بدون إلكترونات) بزوج النيتروجين الوحيد. 

ما هىهرم رجمي? 

الهندسة الجزيئية للهرم المثلثي لـ NH3 هي مثال على هندسة زوج الإلكترون رباعي السطوح مما يؤدي إلى الهندسة الجزيئية للهرم المثلثي.

نظرًا لأن النيتروجين يحتوي على خمسة إلكترونات تكافؤ ، فإنه يتطلب ثلاثة إلكترونات إضافية من ثلاث ذرات هيدروجين لإكمال ثماني وحداتها.  

هذا يترك زوجًا من الإلكترونات وحيدًا مع عدم وجود ذرة أخرى للارتباط به. عند زاوية رابطة تقريبًا 109 درجة ، تكون ذرات الهيدروجين الثلاث وزوج الإلكترون الوحيد بعيدًا عن بعضهما قدر الإمكان.

هذه هي هندسة أزواج الإلكترونات رباعية السطوح. 

تختبر ذرات الهيدروجين الثلاثة المتصلة تنافرًا أكبر قليلاً من أزواج الإلكترون المنفردة ، مما ينتج عنه ضغط صغير بزاوية رابطة 107 درجة.

نظرًا لأن زوج الإلكترون الوحيد ، بينما لا يزال يمارس تأثيره ، لا يمكن اكتشافه عند النظر إلى الهندسة الجزيئية ، فإن للجزيء هندسة جزيئية هرمية مثلثية.  

هندسة زوج الإلكترون هي رباعي السطوح ، في حين أن الهندسة الجزيئية هي هرم ثلاثي الزوايا.

يتم عرض أيون الهيدروجين المرتبط بالخصائص الحمضية لمركبات معينة في محلول مائي باستخدام أيون الهيدرونيوم ، وهي طريقة أكثر دقة. 

توجد ثمانية إلكترونات في ذرات الكبريت وجميع ذرات الأكسجين. وفي صناعة النبيذ، تُستخدم أيونات الكبريتيت والبيسلفيت كمواد حافظة. 

وهو أيضًا أحد مكونات المطر الحمضي، الذي ينشأ عندما يمتزج ثاني أكسيد الكبريت مع جزيئات الماء. 

الاختلافات الرئيسية بين T.إتراهيدرال وTهرم رجمي 

1. الهيكل رباعي السطوح هو نوع من الهرم بأربعة جوانب أو وجوه مثلثة "متساوية" ، بينما الهرم المثلثي ، من ناحية أخرى ، يحتوي على ذرة واحدة في كل زاوية وثلاث ذرات متطابقة. 
2. رباعي السطوح مركبات غير قطبية ، في حين أن الأهرامات الثلاثية هي مركبات قطبية. 
3. دائمًا ما تكون البنية الرباعية السطوح متساوية في الطول مع بعضها البعض ، في حين أن الذرة الوحيدة في ذروتها ستؤثر على هيكل الهرم الثلاثي. 
4. لا يوجد جاذبية كهربائية في المركبات رباعية السطوح ، بينما يوجد جاذبية كهربائية في مركبات الهرم المثلثية. 
5. جميع الذرات البديلة الأربعة متشابهة ، في حين أن الذرة الوحيدة يمكن أن يكون لها تأثير على شكل الهرم الثلاثي الزوايا. 

مراجع حسابات

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.8b00257
2. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/nr/c2nr31071f/unauth