Elektroniparigeometria vs. molekyyligeometria
Molekyylin geometria on tärkeä määritettäessä sen ominaisuuksia, kuten väriä, magnetismia, reaktiivisuutta, napaisuutta jne. Geometrian määrittämiseen on useita menetelmiä. Geometrioita on monenlaisia. Lineaarinen, taivutettu, trigonaalinen taso, trigonaalinen pyramidi, tetraedri, oktaedri ovat joitain yleisesti nähtyjä geometrioita.
Mikä on molekyyligeometria?
Molekyyligeometria on molekyylin atomien kolmiulotteinen järjestely avaruudessa. Atomit on järjestetty tällä tavalla sidos-sidos-, sidos-yksinäisen parin hylkimisen ja yksinäisen parin-yksinäisen parin hylkimisen minimoimiseksi. Molekyyleillä, joissa on sama määrä atomeja ja elektronien yksinäisiä pareja, on taipumus mukautua samaan geometriaan. Siksi voimme määrittää molekyylin geometrian ottamalla huomioon joitain sääntöjä. VSEPR-teoria on malli, jolla voidaan ennustaa molekyylien molekyyligeometriaa valenssielektroniparien lukumäärän avulla. Jos molekyyligeometria kuitenkin määritetään VSEPR-menetelmällä, tulee huomioida vain sidokset, ei yksittäisiä pareja. Molekyyligeometriaa voidaan kokeellisesti tarkkailla käyttämällä erilaisia spektroskooppisia menetelmiä ja diffraktiomenetelmiä.
Mikä on elektroniparin geometria?
Tässä menetelmässä molekyylin geometria ennustetaan keskusatomin ympärillä olevien valenssielektroniparien lukumäärällä. Valenssikuoren elektroniparin repulsio eli VSEPR-teoria ennustaa molekyyligeometrian tällä menetelmällä. VSEPR-teorian soveltamiseksi meidän on tehtävä joitain oletuksia sidoksen luonteesta. Tässä menetelmässä oletetaan, että molekyylin geometria riippuu vain elektronien ja elektronien vuorovaikutuksista. Lisäksi seuraavat oletukset tehdään VSEPR-menetelmällä.
• Molekyylin atomit ovat sitoutuneet toisiinsa elektronipareilla. Näitä kutsutaan sidospareiksi.
• Joissakin molekyylin atomeissa voi myös olla elektronipareja, jotka eivät ole mukana sitoutumisessa. Näitä kutsutaan yksinäisiksi pareiksi.
• Sidosparit ja yksinäiset parit minkä tahansa molekyylin atomin ympärillä ottavat paikkoja, joissa niiden keskinäinen vuorovaikutus on minimoitu.
• Yksinäiset parit vievät enemmän tilaa kuin yhteenliittyvät parit.
• Kaksoissidokset vievät enemmän tilaa kuin yksittäinen sidos.
Geometrian määrittämiseksi on ensin piirrettävä molekyylin Lewis-rakenne. Sitten tulisi määrittää valenssielektronien lukumäärä keskusatomin ympärillä. Kaikki yksittäissidosryhmät on määritetty jaetuiksi elektroniparin sidostyypeiksi. Koordinointigeometria määräytyy vain σ-kehyksen mukaan. Keskusatomin elektronit, jotka ovat mukana π-sidoksessa, tulee vähentää. Jos molekyylissä on kokonaisvaraus, se tulisi myös osoittaa keskusatomiin. Runkoon liittyvien elektronien kokonaismäärä tulisi jakaa kahdella, jotta saadaan σ-elektroniparien lukumäärä. Sitten tästä numerosta riippuen molekyylille voidaan määrittää geometria. Seuraavassa on joitain yleisiä molekyyligeometrioita.
Jos elektroniparien lukumäärä on 2, geometria on lineaarinen.
Elektroniparien lukumäärä: 3 Geometria: trigonaalinen taso
Elektroniparien lukumäärä: 4 Geometria: tetraedri
Elektroniparien lukumäärä: 5 Geometria: trigonaalinen bipyramidaalinen
Elektroniparien lukumäärä: 6 Geometria: oktaedri
Mitä eroa on elektroniparilla ja molekyyligeometrialla?
• Elektroniparin geometriaa määritettäessä otetaan huomioon yksittäiset parit ja sidokset ja molekyyligeometriaa määritettäessä otetaan huomioon vain sitoutuneet atomit.
• Jos keskusatomin ympärillä ei ole yksittäisiä pareja, molekyyligeometria on sama kuin elektroniparin geometria. Kuitenkin, jos mukana on yksittäisiä pareja, molemmat geometriat ovat erilaisia.
