לפחמן יש ארבעה אלקטרונים בקליפת הערכיות שלו, מה שאומר שהוא יכול ליצור ארבעה קשרים, כך שהוא יכול להצטרף לאטומים אחרים. כמו: H, O, N, Cl. תכונה זו שיש לפחמן מסבירה את מגוון התרכובות האורגניות הקיימות בטבע, וזו הסיבה שאומרים שפחמן הוא ארבע-ערכית.
בשנת 1874, Van't Hoff ולה Bel יצרו מודל מרחבי לפחמן. בדגם כזה היו אטומי הפחמן המיוצגים על ידי טטרהדרונים רגילים, כאשר פחמן תופס את מרכז הטטרהדרון וארבע ערכיותיו תואמות לארבעת הקודקודים שלו.
נוסחה מרחבית של פחמן.
במודל זה, סוגי הקשרים השונים המתרחשים בין אטומי פחמן יוצגו באופן הבא:
ה) קישור פשוט - טטרהדרונים מחוברים על ידי קודקוד (קשר יחיד);
ב) קשר כפול - הטטרהדרונים מחוברים בשני קודקודים (קצה);
ג) קישור משולש - הטטרהדרונים מצטרפים בשלושה קודקודים (פנים אחד);
האבולוציה של המודל האטומי הראתה שלאטום יש גרעין ואלקטרוספירה, מה שאפשרו את הופעתם של מודלים חדשים כדי להסביר את הקשרים שנוצרו על ידי פחמן: בשנת 1915, לואיס הציג הצעה חדשה לחיבור האטומים של פַּחמָן. לפי לואיס, אטומים נקשרו דרך זוגות אלקטרוניים בשכבת הערכיות. ייצוג זה נקרא הנוסחה האלקטרונית של לואיס, וסוג הקשר שבו מתחברים אטומים באמצעות זוגות אלקטרוניים ידוע כקשר קוולנטי.
פורמולה אלקטרונית של לואיס
הרוב המכריע של המולקולות האורגניות הן תלת מימדיות, ולכן יש צורך להשתמש במודלים המציגים לא רק את המבנה, אלא גם את הגיאומטריה. לכן, הנוסחה המרחבית מתאימה יותר להבנת מבנה הפחמן.
מאת ליריה אלבס
בוגר לימודי כימיה
נבחרת בית הספר של ברזיל
כימיה אורגנית - כִּימִיָה - בית ספר ברזיל
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/formulas-estruturais-carbono.htm