MOLEKULÆR geometri: definition og eksempler

Det tredimensionel form hvori atomer, der udgør et molekyle er arrangeret, er kendt under navnet molekylær geometri eller molekylær struktur.

Det er muligt at udlede geometrien af ​​disse molekyler fra en teoretisk model: frastødningsmodellen af ​​parerne af elektroner i valensskallen (RPECV). Denne model er især nyttig til at repræsentere geometrien af ​​molekyler, der består af små atomer og bundet sammen ved kovalente bindinger (elektrondeling).

I denne lektion fra en LÆRER vil vi opdage definition af molekylær geometri og eksempler Så at på denne måde kan du lære, hvad RPECV-modellen består af, hvordan molekylernes geometri kan udledes ved denne metode og nogle eksempler.

Indeks

1. Definition af molekylær geometri
2. Eksempler på molekylær geometri
3. Kend molekylets Lewis-struktur
4. Elektronpar frastødningsmodel af valensskallen (RPECV)

Molekylær geometri eller molekylær struktur er den måde atomer fundet et molekyle er arrangeret i rummet.

Denne tredimensionelle struktur (molekylær geometri) kommer defineret af en række kræfter der holder atomerne sammen i et specifikt arrangement. Blandt de kræfter, der bestemmer molekylær geometri, er de vigtigste linkene at den atomer lægge sig til hinanden for at danne molekylet.

Molekylernes geometri er meget vigtig fordi det bestemmer, hvad der er de fysisk-kemiske egenskaber ved materie. For eksempel: H2O-molekyler har en vinkelgeometri, der er givet af de bindinger, der danner den. Vedtagelse af denne vinklede geometri gør vandmolekylet til en elektrisk dipol og har usædvanlige egenskaber. Takket være sin geometri er vand flydende ved stuetemperatur, det er i stand til at opløse mange stoffer osv.

I betragtning af molekylernes størrelse kan deres geometri naturligvis ikke observeres direkte og skal udledes ved indirekte metoder. Desuden er det nødvendigt at repræsentere disse geometrier ved hjælp af teoretiske modeller.

Det er disse teoretiske modeller, der giver os mulighed for at bestemme, hvordan geometrien i et molekyle er ud fra dets molekylformel.

Som vi har set i det foregående afsnit, kan atomerne, der udgør et molekyle, erhverve forskellige rumlige arrangementer (geometrier). I dette afsnit vil vi se nogle eksempler på molekylær geometri.

To-dimensionelle geometrier

I nogle tilfælde erhverver molekylerne flade eller to-dimensionelle geometrier, dvs. de er strukturer, der kun har to dimensioner og optager en overflade (de har ikke volumen).

Lineær geometri

Det er den enkleste geometri, det handler om molekyler, hvis atomer er forbundet til en lige linje. Alle molekyler, der består af to atomer, er lineære, men denne geometri forekommer også i molekyler, der består af tre atomer.

Eksempler på lineære molekyler:
Dannet af to atomer: alle diatomiske gasser såsom O2, H2.

Bestående af tre atomer: CO2 (kuldioxid).

Vinkelgeometri

De er molekyler, der består af tre atomer, der kommer sammen i en vinkel. Amplituden af ​​den dannede vinkel kan være forskellig afhængigt af typen af ​​atomer, der danner den. Amplituderne af vinklerne dannet af de vinkelmolekyler har værdier mellem 90º og 120º.

Eksempler: H2O, SO2 (svovldioxid), SnCl2 (tin-dichlorid)

Trekantet geometri

De er molekyler, der består af fire atomer, med et atom placeret i midten af ​​en imaginær trekant og de andre tre tilbageværende atomer placeret i hver af hjørnerne i denne trekant.

Eksempler: SO3 (svovltrioxid), NO3^- (nitration)

Firkantet geometri

Molekyler med denne geometri har 5 atomer. Den ene er placeret i midten af ​​en firkant og den anden 4 i hver af hjørnerne på figuren.

Eksempler: XeF4 (Xenontrifluorid)

Tredimensionelle geometrier

De har tre dimensioner, det vil sige de har volumen. 3D-molekylernes geometrier er meget forskellige, her vil vi se nogle få eksempler.

Tetrahedral geometri

Denne geometri er den, der præsenteres af nogle molekyler dannet af fem atomer, i hvilken et atom er placeret midten af ​​en imaginær terning og de fire tilbageværende atomer er placeret i terningens hjørner (tetraeder).

Eksempel: CH4 (methan), MnO4^-(permanganation)

Trigonal pyramidegetri

De er molekyler med fire atomer arrangeret ved de fire hjørner af en pyramide med en trekantet base.

Eksempel: NH3 (ammoniak), PH3 (phosphin)

Firkantet pyramidegetri

I dette tilfælde er antallet af atomer, der udgør molekylet, seks, og fem af dem er arrangeret i hjørner af en pyramide med en firkantet base, mens den sjette indtager midten af ​​firkanten af grundlag.

Eksempel: ClF5 (chlorpentafluorid)

Inden du kan bruge RPECV-metode det er nødvendigt at vide, hvad det er Lewis struktur af molekylet, og til dette skal du først vide, hvad elektronisk konfigurationfra Valencia-laget af de forskellige atomer, der udgør molekylet.

Derfor er det nødvendigt, før man er i stand til at bestemme et molekyls geometri, at udføre nogle tidligere trin:

• TIL. Få elektronkonfigurationerne af de forskellige atomer, der udgør molekylet.
• B. Bestem antallet af valensskalelektroner af hvert af atomerne. Elektronerne i valensskallen er de elektroner, som atomet kan bruge til at danne bindinger.
• C. Reducer Lewis-strukturen under hensyntagen til hvor mange elektroner hvert atom har i sin valensskal.

Billede: Slideplayer

I Lewis strukturer hvert af de bundne atomer skal opfylde oktetregel. Når et atom opfylder oktetreglen, er det omgivet af fire par elektroner, der kan være elektroner, der er en del af en binding (bindingselektronpar) eller elektronpar, der ikke deltager i bindingsdannelse (elektronpar ikke bindende).

Som vi vil se, udlede dens, når Lewis-strukturen i et molekyle er bestemt geometri ved hjælp af frastødningsmodellen af ​​valensskalelektronpar er meget let.

Ifølge denne repræsentationsmodel er liganderne (X) og de ikke-bindende elektronpar (E) arrangeret omkring det centrale atom (A), så afstanden mellem dem er den maksimale. Summen af ​​ligander og ikke-bindende elektronpar (X + E) bestemmer typen af ​​molekyle.

X + E = 2

Lineær geometri

AX2: Molekyle dannet af to ligandatomer bundet til et centralt atom

Eksempel: berylliumhydrid (BeH2).

X + E = 3

Trekantet plan geometri (ligesidet trekant)

AX3: Molekyle, der består af tre atomer bundet til et centralt atom

Eksempler: Nogle klorider såsom bor eller aluminium (BCl3, AlCl3)

Vinkelgeometri (120º vinkel)

AX2E: Molekyle med et centralt atom bundet til to ligander og et ikke-bindende elektronpar.

Eksempler: Tin (II) chlorid (Sn2Cl)

X + E = 4

Tetrahedral geometri

AX4: Molekyler med et centralt atom med fire ligander arrangeret i bindinger, så liganderne er de har i hjørnerne af de modsatte diagonaler en terning, hvis centrum er selve det centrale atom.

Eksempler: Molekyler såsom methan (CH4), siliciumchlorid (SiCl4) eller carbontetrachlorid (CCl4) præsenterer denne geometri.

Trigonal Pyramid Geometry

AX3E: Molekyler med 3 ligander og 1 ensomme elektronpar, hvor atomerne i de tre ligander er arrangeret til at danne basen af ​​en pyramide med en trekantet base, hvor det centrale atom er i det øverste toppunkt af nævnte pyramide

Eksempler: et af molekylerne, der har denne geometri, er ammoniak (NH3).

Vinkelgeometri (109º vinkel)

AX2E2: De to ligander og det centrale atom er arrangeret og danner en vinkel på 109º

Eksempler: Vand (H2O) er et af de molekyler, der har denne geometri.

Glineær eometri

AX3: Da der kun er en ligand knyttet til det centrale atom, er geometrien lineær.

Eksempel: Fluorhydrogen eller flussyre (HF).

X + E = 5

Trigonal bipyramidal geometri

AX5: Molekylet har geometrien af ​​to modstående pyramider med en trekantet base, der er fælles for begge. Det centrale atom er arrangeret i midten, og liganderne er placeret i hjørnerne.

Eksempel: phosphorpentachlorid (PCl5)

Dyshenoid geometri

AX4E: I denne type geometri erhverver atomerne et arrangement, der ligner strukturen af ​​en vippesving.

Eksempel: Tetra-svovlfluorid (SF4).

T-geometri

AX3E2: Molekyler er formet som bogstavet T med liganderne i enderne af brevet og det centrale atom på det punkt, hvor de to linjer, der danner det, mødes.

Eksempel: Chlortrifluorid (ClF3)

Lineær geometri

AX2E3: I dette tilfælde er de tre atomer i molekylet arrangeret på linje med det centrale atom i en mellemposition.

Eksempel: Xenondifluorid (F2Xe)

X + E = 6

Oktahedral geometri

AX6: Denne type molekyle har en struktur, der ligner en oktaeder, hvor det centrale atom vil besætte centrum af den geometriske figur og de seks ligander hver af dens hjørner.

Eksempel: Svovlhexafluorid (SF6)

Firkantet base pyramide

AX5E: I dette tilfælde danner atomerne en figur, hvor det centrale atom indtager centrum af basen og liganderne de fem hjørner af figuren.

Eksempel: Brompentafluorid (BrF5)

Pladefarvet geometri

AX4E2: Atomer erhverver et firkantet arrangement, hvor det centrale atom optager midten af ​​figuren og liganderne hver af sine hjørner.

Eksempel: Xenontetrafluoridion (XeF4)

Hvis du vil læse flere artikler, der ligner Molekylær geometri: definition og eksempler, anbefaler vi, at du indtaster vores kategori af Atomet.

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