بیایید با هم مولکول بسازیم!

بیازمایی‌های عزیز سلام، با یک شبیه‌ساز جدید و جذاب و البته جامع از شیمی در کنار شما هستیم 🤩

آماده‌اید که با این شبیه‌ساز به‌ دنیای شیمی سفر کنید و کلی مولکول رسم کنید؟!

معرفی

قبل اینکه کار با این شبیه‌ساز جالب رو یاد بگیریم باید با مفاهیم مهمی آشنا بشیم، پس بزن بریم...

🔹مولکول چیست؟ مولکول کوچک‌ترین واحد یک ماده است که از اتم‌ها تشکیل شده و با پیوندهای شیمیایی به هم متصل می‌شوند (برای مثال، مولکول آب با فرمول شیمیایی $H_2O$ از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن ساخته شده است).

🔹پیوند کووالانسی: این پیوند زمانی ایجاد می‌شود که دو اتم برای رسیدن به آرایش پایدار (آرایش هشت‌تایی یا همان اُکتت)، الکترون‌های لایه آخر (لایه ظرفیت) خود را به اشتراک بگذارند. در این نوع پیوند، هیچ‌کدام از اتم‌ها به‌طور کامل الکترون از دست نمی‌دهند یا دریافت نمی‌کنند، بلکه یک یا چند جفت الکترون بین آن‌ها مشترک می‌شود. این پیوند معمولاً بین نافلزها رخ می‌دهد(برای مشاهده نحوه به اشتراک‌گذاری الکترون‌های لایه آخر به شبیه‌‌ساز هیدروکربن مراجعه کنید).

🔹انواع پیوند کووالانسی (برای آشنایی کامل‌تر به شبیه‌ساز پیوند کووالانسی مراجعه کنید):

- پیوند یگانه (Single bond): شامل یک جفت الکترون مشترک است. برای مثال، مولکول هیدروژن (H–H) یا مولکول کلرید هیدروژن (H–Cl).

- پیوند دوگانه (Double bond): شامل دو جفت الکترون مشترک است. برای مثال، مولکول اکسیژن (O=O) یا دی‌اکسید کربن (O=C=O).

- پیوند سه‌گانه (Triple bond): شامل سه جفت الکترون مشترک است. برای مثال، مولکول نیتروژن (N≡N).

📝نکته: هرچه تعداد جفت‌های الکترون مشترک بیشتر باشد، پیوند قوی‌تر و طول آن کوتاه‌تر خواهد بود.

🔹فرمول مولکولی: فرمولی که فقط تعداد و نوع اتم‌ها را در یک مولکول نشان می‌دهد. مثال‌ها:

- آب : H₂O

- گاز اکسیژن (اکسیژن مولکولی) : O₂

- کربن دی اکسید : CO₂

🔹فرمول ساختاری: این فرمول نشان می‌دهد که اتم‌ها چگونه و با چه نوع پیوندی به هم متصل شده‌اند. مثال‌ها:

- آب: H–O–H

- دی‌اکسید کربن: O=C=O

- گاز نیتروژن (نیتروژن مولکولی): N≡N

🔹 ویژگی‌های پیوند کووالانسی

- معمولاً بین نافلزها تشکیل می‌شود.

- می‌تواند قطبی یا غیرقطبی باشد (برای یادآوری به شبیه‌ساز قطبیت ترکیبات شیمیایی مراجعه کنید).

- مولکول‌های کووالانسی معمولاً نقطه ذوب و جوش پایین‌تری نسبت به ترکیبات یونی دارند.

نحوه کار با شبیه‌ساز

برای شروع کلیک کنید. در بالای شبیه‌ساز در بخش «حالت» دو قسمت را مشاهده می‌کنید: «رسم از روی فرمول» و «رسم آزاد».

🔹مرحله اول: ابتدا «رسم از روی فرمول» را انتخاب کنید، با انتخاب این گزینه در بخش «مولکول»، سه گزینه دیگر نمایش داده می‌شود: «ساده»، «حلقوی» و «ایزومرها». با انتخاب هر کدام از این گزینه‌ها یک سری چالش به صورت فرمول شیمیایی یک مولکول برای شما نمایش داده می‌شود که در هر مرحله باید یک مورد را بسازید.

⁉️ توجه: درصورتیکه تیک دستورالعمل‌ها را فعال کنید، برای شما توضیحاتی در رابطه با نحوه رسم مولکول نوشته می‌شود.

⁉️ توجه: درصورتیکه تیک نمایش ساختار لوویس را فعال کنید، برای شما ساختار مولکول نشان داده می‌شود و می‌توانید طبق آن مولکول را بسازید.

ابتدا با انتخاب گزینه ساده شروع کنید، فرض کنید می‌خواهیم مولکول کربن دی‌ اکسید (CO₂) را بسازیم، به ساختار لوویس آن دقت کنید و طبق الگو رسم کنید.

در سمت چپ شبیه‌ساز، یک صفحه سفید وجود دارد. یک اتم کربن از پایین صفحه برداشته و به وسط صفحه بکشید، دو اتم تا اکسیژن را هم برداشته و کنار کربن نگه دارید تا بهم بچسبند و پیوند دهند. توجه کنید که طبق الگوی ساختار لوویس باید بین اتم کربن و هر اکسیژن، پیوند دوگانه باشد. پس روی پیوند بین کربن و هر اکسیژن چند بار ضربه بزنید تا پیوند یگانه تبدیل به پیوند دوگانه شود و ساختاری که ساخته‌اید پایدار و درست باشد.

پس از اینکه مولکول را ساختید، گزینه «بررسی» را در پایین صفحه بزنید، درصورتیکه که کار شما درست باشد، عبارت سبزرنگ «شما ساختار مولکول صحیح ایجاد کرده‌اید» را مشاهده می‌کنید و گزینه «نمایش ساختار سه‌بعدی» برای شما فعال می‌شود. با انتخاب «نمایش ساختار سه‌بعدی»، می‌توانید مولکول خود را به صورت سه‌بعدی با مدل گلوله و میله در وسط یک صفحه مشکی مشاهده کنید و اگر روی دوربین کوچک گوشه راست و بالای صفحه مشکی بزنید، می‌توانید عکس مولکول ساخته شده را دانلود کنید!

راستی نگران نباشید، اگر ساختار را در هر مرحله اشتباه رسم کنید، می‌توانید مولکول به قسمت پایین شبیه‌ساز در سطل زباله پایین شبیه‌ساز بگذارید تا حذف شود.

🔹مرحله دوم: درصورتیکه تیک گزینه حلقوی را بزنید، می‌توانید ترکیبات حلقوی بسازید 😍؛ فقط دقت کنید که برای ساختن ترکیبات حلقوی ابتدا اتم‌های کربن را در یک خط افقی بهم پیوند دهید و سپس از پایین صفحه گزینه «حلقوی بساز» را بزنید تا به صورت حلقه درآیند.

🔹مرحله‌ سوم: درصورتیکه تیک گزینه ایزومرها را بزنید، می‌توانید ایزومرهای یک مولکول را بسازید 😍؛ فقط کافیست که یک مولکول را انتخاب کنید (برای مثال بوتان) و سپس ایزومرهای آن را طبق الگوی ساختار لوویس داده شده رسم کنید.

📝نکته: ایزومر یا همپار به ترکیباتی گفته می‌شود که فرمول شیمیایی یکسان دارند اما آرایش یا نحوه قرارگیری اتم‌ها در آن‌ها متفاوت است. این تفاوت در چیدمان باعث می‌شود خواص فیزیکی و شیمیایی آن‌ها نیز متفاوت باشد (شاید باور نکنید اما ممکن است یک ایزومر سم باشد و دیگری دارو)؛ برای مثال، بوتان (C₄H₁₀) و ایزو‌بوتان (C₄H₁₀) هر دو فرمول مولکولی یکسان دارند، اما یکی زنجیره مستقیم و دیگری شاخه‌دار است.

🔹مرحله چهارم: درصورتیکه تیک گزینه رسم آزاد را بزنید می‌توانید خودتان بدون الگو و فرمول مولکول بسازید و پس از اینکه مولکول را ساختید، فرمول شیمیایی مولکول ساخته شده را در سمت راست شبیه‌ساز وارد کنید، سپس گزینه «بررسی» را در پایین صفحه بزنید، درصورتیکه که کار شما درست باشد، عبارت سبزرنگ «شما ساختار مولکول صحیح ایجاد کرده‌اید» را مشاهده می‌کنید و گزینه «نمایش ساختار سه‌بعدی» برای شما فعال می‌شود. با انتخاب «نمایش ساختار سه‌بعدی»، می‌توانید مولکول خود را به صورت سه‌بعدی با مدل گلوله و میله در وسط یک صفحه مشکی مشاهده کنید و اگر روی دوربین کوچک گوشه راست و بالای صفحه مشکی بزنید، می‌توانید عکس مولکول ساخته شده را دانلود کنید!