التساوي الإلكتروني

جزيء أول أكسيد الكربون

أيون النيتروزونيوم

أول أكسيد الكربون والنيتروزونيوم متساويان في عدد الإلكترونات

التماثل الإلكتروني هو ظاهرة تُلاحظ عندما يكون لجزيئين أو أكثر نفس البنية (المواقع والروابط بين الذرات ) ونفس التوزيع الإلكتروني ، لكنهما يختلفان في العناصر المحددة الموجودة في مواقع معينة من البنية. على سبيل المثال، CO و NO ⁺، و ن₂ متساويتان في الإلكترونات، بينماCH₃ COCH₃ وCH₃N=NCH₃ليسا كذلك. ^{[ 1 ]}

يُطلق على هذا التعريف أحيانًا اسم التساوي الإلكتروني التكافؤي . وقد لا تكون التعريفات صارمةً في بعض الأحيان، إذ تشترط أحيانًا تطابق العدد الإجمالي للإلكترونات ، وبالتالي التوزيع الإلكتروني الكامل . ^{[ 2 ]} وفي الغالب، تكون التعريفات أوسع نطاقًا، وقد تشمل السماح بأعداد مختلفة من الذرات في الأنواع التي تتم مقارنتها. ^{[ 3 ]}

تكمن أهمية هذا المفهوم في تحديد الأنواع ذات الصلة الوثيقة، سواءً كانت أزواجًا أو سلاسل. ومن المتوقع أن تُظهر الأنواع متساوية الإلكترونات اتساقًا وتوقعًا مفيدين في خصائصها، لذا فإن تحديد مركب ما على أنه متساوي الإلكترونات مع مركب آخر سبق وصفه يُقدم أدلة على الخصائص والتفاعلات المحتملة. ويمكن أن تؤثر الاختلافات في الخصائص، مثل السالبية الكهربية للذرات في الأنواع متساوية الإلكترونات، على التفاعلية.

في ميكانيكا الكم ، الذرات الشبيهة بالهيدروجين هي أيونات تحتوي على إلكترون واحد فقط مثل Li ²⁺. يمكن وصف هذه الأيونات بأنها متساوية الإلكترونات مع الهيدروجين .

سمكة السيرين

السيستين

السيلينوسيستين

ثلاثة أحماض أمينية متساوية التكافؤ

ثنائي ميثيل الإيثر

أزوميثان

يمتلك كلا الجزيئين نفس التوزيع الإلكتروني، ولكن نظرًا للرابطة المزدوجة والذرة الإضافية في أزوميثان، فإنهما ليسا متساويين في عدد الإلكترونات.

ذرة النيتروجين و O ⁺الأيونات متساوية الإلكترونات لأن كل منها يحتوي على خمسة إلكترونات تكافؤ ، أو بشكل أدق التوزيع الإلكتروني [He] 2s ² 2p ³ .

وبالمثل، فإن الكاتيونات K ⁺، Ca ²⁺، و Sc ³⁺والأنيونات Cl ⁻​، S ²⁻و P ³⁻جميعها متساوية الإلكترونات مع ذرة الأرجون .

CO ، CN−^​شمال​₂ ، وNO ⁺هي متساوية الإلكترونات لأن كل منها يحتوي على ذرتين مرتبطتين بروابط ثلاثية، وبسبب الشحنة لها تكوينات إلكترونية متماثلة ⁽ N−يتطابق التوزيع الإلكتروني لـ CO مع O ، لذا فإن CO متطابق إلكترونيًا مع CN ⁻).

توضح مخططات المدارات الجزيئية بشكل أفضل التساوي الإلكتروني في الجزيئات ثنائية الذرات، مما يدل على أن خلط المدارات الذرية في الأنواع متساوية الإلكترونات يؤدي إلى تركيبة مدارية متطابقة، وبالتالي الترابط أيضًا.

يمكن أن تكون الجزيئات الأكثر تعقيدًا متساوية الإلكترونات أيضًا. على سبيل المثال، الأحماض الأمينية سيرين ، وسيستين ، وسيلينوسيستين متساوية الإلكترونات في التكافؤ. ويكمن الاختلاف بينها في نوع الكالكوجين الموجود في موقع معين من السلسلة الجانبية.

CH₃ COCH₃ (الأسيتون) وCH₃ شمالاً₂ قناة₃ (أزوميثان) ليسا متساويين في عدد الإلكترونات. لديهما نفس عدد الإلكترونات لكنهما لا يمتلكان نفس البنية.

• مبدأ العزلة