Elektroniparigeometria vs. molekyyligeometria
Molekyylin geometria on tärkeä määritettäessä sen ominaisuuksia, kuten väri, magneettisuus, reaktiivisuus, napaisuus jne. Geometrian määrittämiseksi on useita menetelmiä. Geometrioita on monenlaisia. Lineaarinen, taivutettu, trigonaalinen tasomainen, trigonaalinen pyramidinen, tetraedrinen, oktaedrinen ovat joitain yleisesti nähtyjä geometrioita.
Mikä on molekyyligeometria?
Molekyyligeometria on molekyylin atomien kolmiulotteinen järjestely avaruudessa. Atomit on järjestetty tällä tavoin, jotta sidos-sidos-hylkääminen, sidos-yksinäinen-parin hylkääminen ja yksinäinen pari-yksikkö-parin hylkääminen minimoidaan. Molekyyleillä, joilla on sama määrä atomia ja yksinäisillä elektroneilla, on taipumus sijoittaa sama geometria. Siksi voimme määrittää molekyylin geometrian tarkastelemalla joitain sääntöjä. VSEPR-teoria on malli, jota voidaan käyttää molekyylien molekyyligeometrian ennustamiseen käyttämällä valenssielektroniparien määrää. Kuitenkin, jos molekyyligeometria määritetään VSEPR-menetelmällä, tulisi ottaa huomioon vain sidokset, ei yksinäisiä pareja. Kokeellisesti molekyyligeometria voidaan havaita käyttämällä erilaisia spektroskooppisia menetelmiä ja diffraktiomenetelmiä.
Mikä on elektroniparinen geometria?
Tässä menetelmässä molekyylin geometria ennustetaan keskiatomin ympärillä olevien valenssielektroniparien lukumäärällä. Valenssikuorielektroniparin hylkääminen tai VSEPR-teoria ennustaa molekyyligeometrian tällä menetelmällä. VSEPR-teorian soveltamiseksi meidän on tehtävä joitain oletuksia sidoksen luonteesta. Tässä menetelmässä oletetaan, että molekyylin geometria riippuu vain elektroni-elektroni-vuorovaikutuksista. Lisäksi seuraavat oletukset tehdään VSEPR-menetelmällä.
• Molekyylin atomeja sitoo toisiinsa elektroniparit. Näitä kutsutaan liimapareiksi.
• Joillakin molekyylin atomeilla voi olla myös elektronipareja, jotka eivät osallistu sitoutumiseen. Näitä kutsutaan yksinäisiksi pareiksi.
• Sitoutumisparit ja yksinäiset parit molekyylin minkä tahansa atomin ympärillä omaksuvat asennot, joissa niiden keskinäinen vuorovaikutus on minimoitu.
• Yksinäiset parit vievät enemmän tilaa kuin sitovat parit.
• Kaksoissidokset vievät enemmän tilaa kuin yksi joukkovelkakirjalaina.
Geometrian määrittämiseksi on ensin piirrettävä molekyylin Lewis-rakenne. Sitten keskiatomin ympärillä olevien valenssielektronien määrä olisi määritettävä. Kaikki yksisitoutuneet ryhmät määritetään jaetuksi elektroniparisidostyypiksi. Koordinaation geometrian määrää vain σ-kehys. Keskeiset atomielektronit, jotka ovat mukana π-sidoksessa, olisi vähennettävä. Jos molekyylillä on kokonaisvaraus, se tulisi osoittaa myös keskiatomille. Kehykseen liittyvien elektronien kokonaismäärä tulisi jakaa 2: lla, jolloin saadaan σ-elektroniparien määrä. Sitten siitä numerosta riippuen molekyylille voidaan osoittaa geometria. Seuraavassa on joitain yleisiä molekyyligeometrioita.
Jos elektroniparien määrä on 2, geometria on lineaarinen.
Elektroniparien lukumäärä: 3 Geometria: trigonaalitaso
Elektroniparien lukumäärä: 4 Geometria: tetraedrinen
Elektroniparien lukumäärä: 5 Geometria: trigonaalinen bipyramidaali
Elektroniparien lukumäärä: 6 Geometria: oktaedrinen
Mitä eroa on elektroniparin ja molekyyligeometrian välillä?
• Määritettäessä elektroniparien geometriaa otetaan huomioon yksinäiset parit ja sidokset ja molekyyligeometriaa määritettäessä otetaan huomioon vain sitoutuneet atomit.
• Jos keskiatomin ympärillä ei ole yksinäisiä pareja, molekyyligeometria on sama kuin elektroniparien geometria. Kuitenkin, jos mukana on yksinäisiä pareja, molemmat geometriat ovat erilaiset.
