МОЛЕКУЛАРНА геометрия: определение и примери

The триизмерна форма в която са подредени атомите, съставляващи молекула, е известно с името на молекулярна геометрия или молекулна структура.

Възможно е да се изведе геометрията на тези молекули от теоретичен модел: моделът на отблъскване на двойките електрони във валентната обвивка (RPECV). Този модел е особено полезен за представяне на геометрията на молекулите, съставени от малки атоми и свързани помежду си чрез ковалентни връзки (споделяне на електрони).

В този урок от УЧИТЕЛ ще открием дефиниция на молекулярна геометрия и примери Така че по този начин можете да научите от какво се състои RPECV моделът, как геометрията на молекулите може да бъде изведена по този метод и някои примери.

Индекс

1. Дефиниция на молекулярна геометрия
2. Примери за молекулярна геометрия
3. Познайте структурата на Луис на молекулата
4. Модел на отблъскване на електронни двойки на валентната обвивка (RPECV)

Молекулярна геометрия или молекулярна структура е атомите намери молекула са подредени в пространството.

Тази триизмерна структура (молекулярна геометрия) идва дефинирани от поредица от сили които държат атомите заедно в определена подредба. Сред силите, които определят молекулярната геометрия, най-важни са връзките че атоми лежат един на друг, за да образуват молекулата.

Геометрията на молекулите е много важна защото определя какви са физикохимичните характеристики на материята. Например: H2O молекулите имат ъглова геометрия, която се дава от връзките, които я образуват. Приемането на тази ъглова геометрия прави молекулата на водата електрически дипол и има изключителни свойства. Благодарение на своята геометрия, водата е течна със стайна температура, тя е способна да разтвори много вещества и т.н.

Очевидно, като се имат предвид размерите на молекулите, тяхната геометрия не може да се наблюдава директно и трябва да се изведе чрез косвени методи. Освен това е необходимо тези геометрии да бъдат представени посредством теоретични модели.

Именно тези теоретични модели ни позволяват да определим каква е геометрията на молекулата от нейната молекулярна формула.

Както видяхме в предишния раздел, атомите, съставляващи молекула, могат да придобият различни пространствени разположения (геометрии). В този раздел ще видим няколко примера за молекулярна геометрия.

Двумерни геометрии

В някои случаи молекулите придобиват плоски или двумерни геометрии, тоест те са структури, които имат само две измерения и заемат повърхност (нямат обем).

Линейна геометрия

Това е най-простата геометрия, става дума за молекули, чиито атоми са свързани, за да образуват права линия. Всички молекули, съставени от два атома, са линейни, но тази геометрия се среща и в молекули, съставени от три атома.

Примери за линейни молекули:
Образуван от два атома: всички двуатомни газове като O2, H2.

Състои се от три атома: CO2 (въглероден диоксид).

Ъглова геометрия

Те са молекули, изградени от три атома, които се събират под ъгъл. Амплитудата на образувания ъгъл може да бъде различна, в зависимост от вида на атомите, които го образуват. Амплитудите на ъглите, образувани от ъгловите молекули, имат стойности между 90º и 120º.

Примери: H2O, SO2 (серен диоксид), SnCl2 (калаен дихлорид)

Триъгълна геометрия

Те са молекули, изградени от четири атома, като единият атом е разположен в центъра на въображаем триъгълник, а останалите три останали атома са разположени във всеки от върховете на този триъгълник.

Примери: SO3 (серен триоксид), NO3^- (нитратен йон)

Квадратна геометрия

Молекулите с тази геометрия имат 5 атома. Единият е разположен в центъра на квадрат, а другият 4 във всеки от върховете на фигурата.

Примери: XeF4 (ксенонов трифлуорид)

Триизмерни геометрии

Те имат три измерения, тоест имат обем. Геометрията на 3D молекулите е много разнообразна, тук ще видим само няколко примера.

Тетраедрична геометрия

Тази геометрия е тази, представена от някои молекули, образувани от пет атома, в нея е разположен атом центърът на въображаем куб и четирите останали атома са разположени във върховете на куба (тетраедър).

Пример: СН4 (метан), MnO4^-(перманганатен йон)

Тригонална пирамидална геометрия

Те са молекули с четири атома, разположени в четирите върха на пирамида с триъгълна основа.

Пример: NH3 (амоняк), PH3 (фосфин)

Четириъгълна пирамидална геометрия

В този случай броят на атомите, съставляващи молекулата, е шест и пет от тях са подредени в върхове на пирамида с квадратна основа, докато шестият заема центъра на квадрата на база.

Пример: ClF5 (хлорен пентафлуорид)

Преди да можете да използвате Метод RPECV необходимо е да се знае какво е това Структура на Луис на молекулата и за това първо трябва да знаете какво е електронна конфигурацияот слоя Валенсия на различните атоми, които изграждат молекулата.

Следователно, преди да можете да определите геометрията на молекулата, е необходимо да извършите някои предишни стъпки:

• ДА СЕ. Вземете електронните конфигурации на различните атоми, които изграждат молекулата.
• Б. Определете броя на електроните на валентната обвивка на всеки от атомите. Електроните във валентната обвивка са електроните, които атомът може да използва, за да образува връзки.
• ° С. Изведете структурата на Луис като се вземе предвид колко електрони има всеки атом във валентната си обвивка.

Изображение: Slideplayer

В Структури на Луис всеки от свързаните атоми, трябва да отговаря на правило на октет. Когато атомът изпълнява правилото на октета, той е заобиколен от четири двойки електрони, които могат да бъдат електрони, които са част от връзка (свързващи електронни двойки) или електронни двойки, които не участват в образуването на връзки (несвързващи електронни двойки) обвързващ).

Както ще видим, след като се определи структурата на Люис на молекулата, изведете нейната геометрията, използвайки модела на отблъскване на електронните двойки на валентната обвивка, е много лесно.

Според този модел на представяне лигандите (X) и несвързващите електронни двойки (E) са разположени около централния атом (A), така че разстоянието между тях е максимално. Сумата от лиганди и несвързани електронни двойки (X + E) определя вида на геометрията на молекулата.

X + E = 2

Линейна геометрия

AX2: Молекула, образувана от два лигандни атома, прикрепени към централен атом

Пример: берилиев хидрид (BeH2).

X + E = 3

Триъгълна равнинна геометрия (равностранен триъгълник)

AX3: Молекула, съставена от три атома, прикрепени към централен атом

Примери: Някои хлориди като бор или алуминий (BCl3, AlCl3)

Ъглова геометрия (ъгъл 120 °)

AX2E: Молекула с централен атом, прикрепен към два лиганда и несвързана електронна двойка.

Примери: калай (II) хлорид (Sn2Cl)

X + E = 4

Тетраедрична геометрия

AX4: Молекули с централен атом с четири лиганди, подредени в връзки, така че лигандите да са те имат във върховете на противоположните диагонали куб, чийто център е самият централен атом.

Примери: Молекули като метан (CH4), силициев хлорид (SiCl4) или въглероден тетрахлорид (CCl4) представят тази геометрия.

Тригонална геометрия на пирамидата

AX3E: Молекули с 3 лиганда и 1 единична електронна двойка, в които атомите на трите лиганди са подредени да образуват основата на пирамида с триъгълна основа, в която централният атом е в горния връх на споменатия пирамида

Примери: една от молекулите, които имат тази геометрия, е амонякът (NH3).

Ъглова геометрия (ъгъл 109º)

AX2E2: Двата лиганда и централния атом са подредени, образувайки ъгъл от 109º

Примери: Водата (H2O) е една от молекулите, които имат тази геометрия.

Gлинейна еометрия

AX3: Тъй като към централния атом е прикрепен само един лиганд, геометрията е линейна.

Пример: Флуороводород или флуороводородна киселина (HF).

X + E = 5

Тригонална бипирамидална геометрия

AX5: Молекулата има геометрията на две противоположни пирамиди, с триъгълна основа, обща и за двете. Централният атом е разположен в центъра, а лигандите са разположени по върховете.

Пример: фосфорен пентахлорид (PCl5)

Дишеноидална геометрия

AX4E: При този тип геометрия атомите придобиват разположение, което наподобява структурата на люлка на клатушка.

Пример: тетра сярен флуорид (SF4).

Т геометрия

AX3E2: Молекулите са оформени като буквата Т, с лигандите в краищата на буквата и централния атом в точката, където двете линии, които го образуват, се срещат.

Пример: хлорен трифлуорид (ClF3)

Линейна геометрия

AX2E3: В този случай трите атома на молекулата са подредени в една линия с централния атом в междинно положение.

Пример: ксенонов дифлуорид (F2Xe)

X + E = 6

Октаедрична геометрия

AX6: Този тип молекула има структура, която прилича на октаедър, в който централният атом би заел центъра на геометричната фигура и шестте лиганда, всеки от нейните върхове.

Пример: Сярен хексафлуорид (SF6)

Квадратна пирамида на основата

AX5E: В този случай атомите образуват фигура, в която централният атом заема центъра на основата, а лигандите петте върха на фигурата.

Пример: Бром пентафлуорид (BrF5)

Равна квадратна геометрия

AX4E2: Атомите придобиват квадратна форма, при която централният атом заема центъра на фигурата и лигандите всеки от нейните върхове.

Пример: ксенонов тетрафлуориден йон (XeF4)

Ако искате да прочетете повече статии, подобни на Молекулярна геометрия: определение и примери, препоръчваме да въведете нашата категория на Атомът.

Alejandrina Gallego Picó, Rosa Mª Garcinuño Martínez, Mª José Morcillo Ortega, Miguel Ángel Vázquez Segura. (2018) Основна химия. Мадрид: Uned