ההסבר לעובדה זו מתבסס על מודלים שהם מורכבים יותר מאשר מודל לואיס.
אם בודקים באמצעות מודל לואיס את האפשרות לקבל מולקולת C2 מקבלים שניתן לקבל ארבעה קשרים בין שני אטומי פחמן. אלא שהתוצאות הניסיוניות מראות שהמולקולה הזו, אומנם קיימת אך בעלת יציבות נמוכה מאוד.

מבחינת מודל לואיס, אין מניעה לקבל קשר רביעוני בין שני אטומי פחמן. לפי מודל לואיס המולקולה C2 מקיימת את כלל האוקטט ומזווגת את כל האלקטרונים. אלא שלפי המודל הזה המולקולה C2 יציבה מאוד, כמו מולקולת חנקן N2 ומבחינה ניסיונית זה לא נכון.


תמונה עובדה מויקיפדיה.

C2 היא מולקולה פעילה (ראקטיבית) שניתן ליצור ולחקור אותה רק בתנאי ואקום, שבהם היא איננה יכולה להגיב עם שום מולקולה אחרת.

כדי להסביר את התופעה הניסיונית הזו יש לנו צורך במודל אחר - המודל באמצעותו נבחן את המקרה של C2 הוא 'מודל הקשר הערכי' באנגלית VSEPR.
על פי מודל זה קשר נוצר כתוצאה מחפיפה של אורביטלים אטומיים.
יותר מזה, המודל מספק לנו הסבר לשאלה - איך לפזר את האלקטרונים שמשתתפים בקשר סביב האטום המרכזי כך שהפיזור במרחב יהיה מקסימאלי והדחיות בין האלקטרונים (מטענים זהים, דוחים אחד את השני) יהיה קטן ככל האפשר.

על פי מודל זה ניתן לראות שפחמן איננו יכול ליצור 4 קשרים משום שלאטום אין מספיק אורביטלים שיכולים לחפוף זה את זה. יותר מכך , האורביטלים האטומיים עוברים הכלאה (hybridization) כדי שתיווצר בכלל אפשרות לחפיפה בינם לבין כל אטום אחר.


תמונה עובדה מויקיפדיה. כפי שניתן לראות האורביטל הרביעי בקונפיגורצייה ניצב לאחרים ולכן לא יכול להשתתף בקשר

התאוריה של הקשר הערכי מנבאת שלמולקולה C2 יהיו שני מצבים אפשריים - קשר כפול, ושני זוגות אלקטרונים לא קושרים וקשר משולש עם זוג אלקטרונים אחד לא קושר. אבל לא קשר מרובע בין שני אטומי הפחמן.

 

מאת:אבי לביא
המחלקה למדעי הסביבה
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.