Geometria par elektronów a geometria molekularna
Geometria cząsteczki jest ważna przy określaniu jej właściwości, takich jak kolor, magnetyzm, reaktywność, polaryzacja itp. Istnieją różne metody określania geometrii. Istnieje wiele rodzajów geometrii. Liniowe, wygięte, trygonalne płaskie, trójkątne piramidalne, czworościenne, oktaedryczne to tylko niektóre z powszechnie spotykanych geometrii.
Co to jest geometria molekularna?
Geometria molekularna to trójwymiarowy układ atomów cząsteczki w przestrzeni. Atomy są ułożone w ten sposób, aby zminimalizować odpychanie wiązań-wiązanie, odpychanie pojedynczych wiązań i odpychanie samotnych par. Cząsteczki o tej samej liczbie atomów i parach samotnych elektronów mają tendencję do przyjmowania tej samej geometrii. Dlatego możemy określić geometrię cząsteczki, biorąc pod uwagę pewne zasady. Teoria VSEPR to model, który można wykorzystać do przewidywania geometrii molekularnej cząsteczek na podstawie liczby par elektronów walencyjnych. Jeżeli jednak geometrię cząsteczek określa się metodą VSEPR, należy brać pod uwagę tylko wiązania, a nie pojedyncze pary. Geometrię molekularną można obserwować eksperymentalnie przy użyciu różnych metod spektroskopowych i metod dyfrakcyjnych.
Co to jest geometria par elektronów?
W tej metodzie geometrię cząsteczki prognozuje się na podstawie liczby par elektronów walencyjnych wokół centralnego atomu. Odpychanie par elektronów powłoki walencyjnej lub teoria VSEPR przewiduje geometrię molekularną tą metodą. Aby zastosować teorię VSEPR, musimy przyjąć pewne założenia dotyczące natury wiązania. W metodzie tej zakłada się, że geometria cząsteczki zależy tylko od oddziaływań elektron-elektron. Ponadto metoda VSEPR przyjmuje następujące założenia.
• Atomy w cząsteczce są połączone parami elektronów. Nazywa się to parami wiążącymi.
• Niektóre atomy w cząsteczce mogą również posiadać pary elektronów nie biorących udziału w wiązaniu. Nazywa się to samotnymi parami.
• Pary wiążące i samotne pary wokół dowolnego atomu w cząsteczce przyjmują pozycje, w których ich wzajemne interakcje są zminimalizowane.
• Samotne pary zajmują więcej miejsca niż pary łączące.
• Wiązania podwójne zajmują więcej miejsca niż pojedyncze wiązanie.
Aby określić geometrię, najpierw należy narysować strukturę Lewisa cząsteczki. Następnie należy określić liczbę elektronów walencyjnych wokół centralnego atomu. Wszystkie pojedyncze grupy związane są przypisane jako wspólne wiązanie par elektronów. Geometria koordynacyjna jest określana tylko przez strukturę σ. Należy odjąć elektrony w atomie centralnym, które są zaangażowane w wiązanie π. Jeśli cząsteczka ma całkowity ładunek, należy go również przypisać do atomu centralnego. Całkowitą liczbę elektronów związanych z ramą należy podzielić przez 2, aby uzyskać liczbę par elektronów σ. Następnie w zależności od tej liczby można przypisać cząsteczce geometrię. Poniżej przedstawiono niektóre z typowych geometrii molekularnych.
Jeśli liczba par elektronów wynosi 2, geometria jest liniowa.
Liczba par elektronów: 3 Geometria: trygonalna płaska
Liczba par elektronów: 4 Geometria: czworościenna
Liczba par elektronów: 5 Geometria: trygonalna bipiramidalna
Liczba par elektronów: 6 Geometria: oktaedryczna
Jaka jest różnica między geometrią par elektronów a geometrią molekularną?
• Przy określaniu geometrii par elektronów brane są pod uwagę wolne pary i wiązania, a przy określaniu geometrii molekularnej brane są pod uwagę tylko atomy związane.
• Jeśli wokół centralnego atomu nie ma żadnych samotnych par, geometria molekularna jest taka sama jak geometria par elektronów. Jeśli jednak występują jakieś samotne pary, obie geometrie są różne.
