MOLEKULÁRNÍ geometrie: definice a příklady

The trojrozměrný tvar ve kterém jsou uspořádány atomy, které tvoří molekulu, je známo pod jménem molekulární geometrie nebo molekulární struktura.

Je možné odvodit geometrii těchto molekul z teoretického modelu: odpudivý model párů elektronů ve valenčním plášti (RPECV). Tento model je zvláště užitečný pro reprezentaci geometrie molekul složených z malých atomů a spojených dohromady kovalentními vazbami (sdílení elektronů).

V této lekci od UČITELE objevíme definice molekulární geometrie a příklady Tímto způsobem se můžete dozvědět, z čeho se skládá model RPECV, jak lze pomocí této metody a několika příkladů odvodit geometrii molekul.

Index

1. Definice molekulární geometrie
2. Příklady molekulární geometrie
3. Znáte Lewisovu strukturu molekuly
4. Model odpuzování elektronových párů valenčního pláště (RPECV)

Molekulární geometrie nebo molekulární struktura je způsob, jakým atomy našel molekulu jsou uspořádány v prostoru.

Tato trojrozměrná struktura (molekulární geometrie) přichází

Geometrie molekul je velmi důležitá protože určuje, jaké jsou fyzikálně-chemické vlastnosti hmoty. Například: Molekuly H2O mají úhlovou geometrii, která je dána vazbami, které ji tvoří. Přijetí této úhlové geometrie činí z molekuly vody elektrický dipól a má výjimečné vlastnosti. Díky své geometrii je voda při pokojové teplotě kapalná, je schopná rozpouštět mnoho látek atd.

Je zřejmé, že vzhledem k velikosti molekul nelze jejich geometrii přímo pozorovat a musí být odvozeny nepřímými metodami. Dále je nutné tyto geometrie reprezentovat pomocí teoretických modelů.

Právě tyto teoretické modely nám umožňují určit, jak vypadá geometrie molekuly z jejího molekulárního vzorce.

Jak jsme viděli v předchozí části, atomy tvořící molekulu mohou získat různá prostorová uspořádání (geometrie). V této části uvidíme několik příkladů molekulární geometrie.

Dvojrozměrné geometrie

V některých případech molekuly získávají ploché nebo dvourozměrné geometrie, to znamená, že jsou strukturami, které mají pouze dva rozměry a zaujímají povrch (nemají objem).

Lineární geometrie

Je to nejjednodušší geometrie, jde o molekuly, jejichž atomy jsou spojeny a tvoří přímku. Všechny molekuly složené ze dvou atomů jsou lineární, ale tato geometrie se vyskytuje také v molekulách složených ze tří atomů.

Příklady lineárních molekul:
Tvoří je dva atomy: všechny diatomické plyny jako O2, H2.

Skládá se ze tří atomů: CO2 (oxid uhličitý).

Úhlová geometrie

Jsou to molekuly složené ze tří atomů, které se spojují v určitém úhlu. Amplituda vytvořeného úhlu se může lišit v závislosti na typu atomů, které jej tvoří. Amplitudy úhlů tvořených úhlovými molekulami mají hodnoty mezi 90 ° a 120 °.

Příklady: H2O, SO2 (oxid siřičitý), SnCl2 (chlorid cínatý)

Trojúhelníková geometrie

Jsou to molekuly složené ze čtyř atomů, přičemž jeden atom je umístěn ve středu imaginárního trojúhelníku a další tři zbývající atomy jsou umístěny v každém z vrcholů tohoto trojúhelníku.

Příklady: SO3 (oxid sírový), NO3^- (dusičnanový ion)

Čtvercová geometrie

Molekuly s touto geometrií mají 5 atomů. Jeden je umístěn ve středu čtverce a další 4 v každém z vrcholů obrázku.

Příklady: XeF4 (xenon trifluorid)

Trojrozměrné geometrie

Mají tři rozměry, to znamená, že mají objem. Geometrie 3D molekul je velmi různorodá, zde uvidíme jen několik příkladů.

Čtyřboká geometrie

Tato geometrie je geometrie představovaná některými molekulami tvořenými pěti atomy, v nichž se nachází atom střed imaginární krychle a čtyři zbývající atomy jsou umístěny na vrcholech krychle (čtyřstěn).

Příklad: CH4 (methan), MnO4^-(manganistanový ion)

Trigonální pyramidová geometrie

Jsou to molekuly se čtyřmi atomy uspořádané na čtyřech vrcholech pyramidy s trojúhelníkovou základnou.

Příklad: NH3 (amoniak), PH3 (fosfin)

Čtyřhranná pyramidová geometrie

V tomto případě je počet atomů, které tvoří molekulu, šest a pět z nich je uspořádáno v vrcholy pyramidy se čtvercovou základnou, zatímco šestý zaujímá střed čtverce základna.

Příklad: ClF5 (chlorpentafluorid)

Než budete moci použít Metoda RPECV je nutné vědět, o co jde Lewisova struktura molekuly a za tímto účelem musíte nejprve vědět, co elektronická konfiguracez vrstvy Valencie různých atomů, které tvoří molekulu.

Proto, než budete moci určit geometrii molekuly, je nutné provést několik předchozích kroků:

• NA. Získejte elektronové konfigurace různých atomů, které tvoří molekulu.
• B. Určete počet valenčních elektronů skořápky každého z atomů. Elektrony ve valenčním plášti jsou elektrony, které může atom použít k vytvoření vazeb.
• C. Dedukujte Lewisovu strukturu s přihlédnutím k tomu, kolik elektronů má každý atom ve své valenční skořápce.

Obrázek: Slideplayer

V Lewisovy struktury každý z vázaných atomů musí splňovat oktetové pravidlo. Když atom splňuje pravidlo oktetu, je obklopen čtyřmi páry elektronů, které mohou být elektrony, které jsou součástí vazba (vazebné elektronové páry) nebo elektronové páry, které se neúčastní tvorby vazby (elektronové páry ne vazba).

Jak uvidíme, jakmile bude Lewisova struktura molekuly určena, odvodíme ji geometrie využívající odpuzující model valenčních párů elektronů je velmi snadný.

Podle tohoto reprezentačního modelu jsou ligandy (X) a nevázané elektronové páry (E) uspořádány kolem centrálního atomu (A), takže vzdálenost mezi nimi je maximální. Součet ligandů a nevázaných elektronových párů (X + E) určuje typ geometrie molekuly.

X + E = 2

Lineární geometrie

AX2: Molekula tvořená dvěma atomy ligandu připojenými k centrálnímu atomu

Příklad: hydrid berylia (BeH2).

X + E = 3

Geometrie trojúhelníkové roviny (rovnostranný trojúhelník)

AX3: Molekula složená ze tří atomů připojených k centrálnímu atomu

Příklady: Některé chloridy, jako je bór nebo hliník (BCI3, AlCl3)

Úhlová geometrie (úhel 120 °)

AX2E: Molekula s centrálním atomem připojeným ke dvěma ligandům a nevázaným elektronovým párem.

Příklady: Chlorid cínatý (Sn2Cl)

X + E = 4

Čtyřboká geometrie

AX4: Molekuly s centrálním atomem se čtyřmi ligandy uspořádanými do vazeb tak, aby ligandy byly mají na vrcholech protilehlých úhlopříček kostku, jejíž střed je samotný centrální atom.

Příklady: Molekuly jako methan (CH4), chlorid křemičitý (SiCl4) nebo tetrachlormethan (CCl4) představují tuto geometrii.

Geometrie trigonální pyramidy

AX3E: Molekuly se 3 ligandy a 1 osamoceným elektronovým párem, ve kterých jsou uspořádány atomy tří ligandů základna pyramidy s trojúhelníkovou základnou, ve které je centrální atom v uvedeném horním vrcholu pyramida

Příklady: jednou z molekul, která má tuto geometrii, je amoniak (NH3).

Úhlová geometrie (úhel 109 °)

AX2E2: Dva ligandy a centrální atom jsou uspořádány a tvoří úhel 109 °

Příklady: Voda (H2O) je jednou z molekul, které mají tuto geometrii.

Glineární eometrie

AX3: Protože k centrálnímu atomu je připojen pouze jeden ligand, je geometrie lineární.

Příklad: Fluorovodík nebo kyselina fluorovodíková (HF).

X + E = 5

Trigonální bipyramidová geometrie

AX5: Molekula má geometrii dvou protilehlých pyramid, s trojúhelníkovou základnou společnou pro obě. Centrální atom je uspořádán ve středu a ligandy jsou umístěny na vrcholech.

Příklad: chlorid fosforečný (PCl5)

Dyshenoidální geometrie

AX4E: V tomto typu geometrie získávají atomy uspořádání, které se podobá struktuře houpačky.

Příklad: Tetra fluorid sírový (SF4).

T geometrie

AX3E2: Molekuly mají tvar písmene T, s ligandy na koncích písmene a centrálním atomem v místě, kde se setkávají dvě linie, které jej tvoří.

Příklad: Chlortrifluorid (ClF3)

Lineární geometrie

AX2E3: V tomto případě jsou tři atomy molekuly uspořádány v linii s centrálním atomem v mezilehlé poloze.

Příklad: Xenon difluorid (F2Xe)

X + E = 6

Oktaedrická geometrie

AX6: Tento typ molekuly má strukturu podobnou osmistěnu, ve které by centrální atom zaujímal střed geometrického útvaru a šest ligandů, každý z jeho vrcholů.

Příklad: hexafluorid sírový (SF6)

Čtvercová pyramida

AX5E: V tomto případě atomy tvoří obrazec, ve kterém centrální atom zaujímá střed báze a ligandy pět vrcholů obrázku.

Příklad: Bromintentafluorid (BrF5)

Rovinná čtvercová geometrie

AX4E2: Atomy získávají uspořádání ve tvaru čtverce, ve kterém centrální atom zaujímá střed obrázku a ligandy každý z jeho vrcholů.

Příklad: Xenon tetrafluoridový iont (XeF4)

Pokud si chcete přečíst více podobných článků Molekulární geometrie: definice a příklady, doporučujeme zadat naši kategorii Atom.

Alejandrina Gallego Picó, Rosa Mª Garcinuño Martínez, Mª José Morcillo Ortega, Miguel Ángel Vázquez Segura. (2018) Základní chemie. Madrid: Uned