MOLEKULAR-Geometrie: Definition und Beispiele

Das dreidimensionale Form in denen die Atome eines Moleküls angeordnet sind, nennt man Molekulargeometrie oder Molekularstruktur.

Es ist möglich, die Geometrie dieser Moleküle aus einem theoretischen Modell abzuleiten: das Abstoßungsmodell der Elektronenpaare in der Valenzschale (RPECV). Dieses Modell ist besonders nützlich, um die Geometrie von Molekülen darzustellen, die aus kleinen Atomen bestehen und durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind (Elektronenteilung).

In dieser Lektion von einem LEHRER entdecken wir die Definition der Molekülgeometrie und Beispiele Damit Sie auf diese Weise lernen, woraus das RPECV-Modell besteht, wie mit dieser Methode die Geometrie von Molekülen abgeleitet werden kann und einige Beispiele.

Index

1. Definition der Molekülgeometrie
2. Beispiele für molekulare Geometrie
3. Kennen Sie die Lewis-Struktur des Moleküls
4. Elektronenpaarabstoßungsmodell der Valenzschale (RPECV)

Molekülgeometrie oder Molekülstruktur ist

Diese dreidimensionale Struktur (Molekulargeometrie) kommt definiert durch eine Reihe von Kräften die die Atome in einer bestimmten Anordnung zusammenhalten. Unter den Kräften, die die Molekülgeometrie bestimmen, sind die wichtigsten die Links dass die Atome legen sich aneinander um bilden das Molekül.

Die Geometrie der Moleküle ist sehr wichtig weil es die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Materie bestimmt. Zum Beispiel: H2O-Moleküle haben eine Winkelgeometrie, die durch die Bindungen gegeben ist, die sie bilden. Durch diese abgewinkelte Geometrie wird das Wassermolekül zu einem elektrischen Dipol und verleiht ihm außergewöhnliche Eigenschaften. Dank seiner Geometrie ist Wasser bei Raumtemperatur flüssig, es kann viele Stoffe lösen usw.

Offensichtlich kann ihre Geometrie aufgrund der Größe der Moleküle nicht direkt beobachtet werden und muss durch indirekte Methoden abgeleitet werden. Weiterhin ist es notwendig, diese Geometrien durch theoretische Modelle abzubilden.

Es sind diese theoretischen Modelle, die es uns ermöglichen, die Geometrie eines Moleküls anhand seiner Molekülformel zu bestimmen.

Wie wir im vorherigen Abschnitt gesehen haben, können die Atome, aus denen ein Molekül besteht, unterschiedliche räumliche Anordnungen (Geometrien) annehmen. In diesem Abschnitt werden wir einige Beispiele der Molekülgeometrie sehen.

Zweidimensionale Geometrien

In einigen Fällen nehmen die Moleküle flache oder zweidimensionale Geometrien an, dh es handelt sich um Strukturen, die nur zwei Dimensionen haben und eine Oberfläche einnehmen (sie haben kein Volumen).

Lineare Geometrie

Es ist die einfachste Geometrie, es geht um Moleküle, deren Atome zu einer geraden Linie verbunden sind. Alle Moleküle aus zwei Atomen sind linear, aber diese Geometrie kommt auch bei Molekülen vor, die aus drei Atomen bestehen.

Beispiele für lineare Moleküle:
Gebildet von zwei Atomen: alle zweiatomigen Gase wie O2, H2.

Bestehend aus drei Atomen: CO2 (Kohlendioxid).

Winkelgeometrie

Sie sind Moleküle, die aus drei Atomen bestehen, die in einem Winkel zusammenkommen. Die Amplitude des gebildeten Winkels kann je nach Art der Atome, die ihn bilden, unterschiedlich sein. Die Amplituden der Winkel, die von den Winkelmolekülen gebildet werden, haben Werte zwischen 90 ° und 120 °.

Beispiele: H2O, SO2 (Schwefeldioxid), SnCl2 (Zinndichlorid)

Dreieckige Geometrie

Sie sind Moleküle, die aus vier Atomen bestehen, wobei sich ein Atom in der Mitte eines imaginären Dreiecks befindet und die anderen drei verbleibenden Atome sich in jedem der Eckpunkte dieses Dreiecks befinden.

Beispiele: SO3 (Schwefeltrioxid), NO3^- (Nitrat-Ion)

Quadratische Geometrie

Moleküle mit dieser Geometrie haben 5 Atome. Einer befindet sich in der Mitte eines Quadrats und der andere 4 in jedem der Eckpunkte der Figur.

Beispiele: XeF4 (Xenontrifluorid)

Dreidimensionale Geometrien

Sie haben drei Dimensionen, dh sie haben ein Volumen. Die Geometrien von 3D-Molekülen sind sehr vielfältig, hier werden wir nur einige Beispiele sehen.

Tetraedergeometrie

Diese Geometrie ist diejenige, die von einigen Molekülen aus fünf Atomen präsentiert wird, in der sich ein Atom befindet das Zentrum eines imaginären Würfels und die vier restlichen Atome befinden sich an den Ecken des Würfels (Tetraeder).

Beispiel: CH4 (Methan), MnO4^-(Permanganat-Ion)

Trigonale Pyramidengeometrie

Sie sind Moleküle mit vier Atomen, die an den vier Ecken einer Pyramide mit dreieckiger Basis angeordnet sind.

Beispiel: NH3 (Ammoniak), PH3 (Phosphin)

Viereckige Pyramidengeometrie

In diesem Fall beträgt die Anzahl der Atome, aus denen das Molekül besteht, sechs und fünf davon sind in der angeordnet Eckpunkte einer Pyramide mit quadratischer Grundfläche, während der sechste die Mitte des Quadrats der Base.

Beispiel: ClF5 (Chlorpentafluorid)

Bevor Sie das verwenden können RPECV-Methode es ist notwendig zu wissen was es ist Lewis-Struktur des Moleküls und dafür müssen Sie zuerst wissen, was die elektronische Konfigurationaus der Valencia-Schicht der verschiedenen Atome, aus denen das Molekül besteht.

Bevor die Geometrie eines Moleküls bestimmt werden kann, müssen daher einige vorherige Schritte durchgeführt werden:

• ZU. Holen Sie sich die Elektronenkonfigurationen der verschiedenen Atome, aus denen das Molekül besteht.
• B. Bestimmen Sie die Anzahl der Valenzschalenelektronen von jedem der Atome. Die Elektronen in der Valenzschale sind die Elektronen, mit denen das Atom Bindungen eingehen kann.
• C. Leiten Sie die Lewis-Struktur ab Berücksichtigen Sie, wie viele Elektronen jedes Atom in seiner Valenzschale hat.

Bild: Slideplayer

In dem Lewis-Strukturen jedes der gebundenen Atome muss die Oktettregel. Wenn ein Atom die Oktettregel erfüllt, ist es von vier Elektronenpaaren umgeben, die Elektronen sein können, die Teil von a. sind Bindung (bindende Elektronenpaare) oder Elektronenpaare, die nicht an der Bindungsbildung teilnehmen (nichtbindende Elektronenpaare) Bindung).

Wie wir sehen werden, folgern Sie, sobald die Lewis-Struktur eines Moleküls bestimmt ist, dessen Geometrie mit dem Abstoßungsmodell der Valenzschalen-Elektronenpaare ist sehr einfach.

Nach diesem Darstellungsmodell sind die Liganden (X) und die nichtbindenden Elektronenpaare (E) um das Zentralatom (A) so angeordnet, dass der Abstand zwischen ihnen maximal ist. Die Summe von Liganden und nichtbindenden Elektronenpaaren (X + E) bestimmt die Geometrie des Moleküls.

X + E = 2

Lineare Geometrie

AX2: Molekül, das aus zwei Ligandenatomen besteht, die an ein Zentralatom gebunden sind

Beispiel: Berylliumhydrid (BeH2).

X + E = 3

Dreieckige ebene Geometrie (gleichseitiges Dreieck)

AX3: Molekül aus drei Atomen, die an ein Zentralatom gebunden sind

Beispiele: Einige Chloride wie Bor oder Aluminium (BCl3, AlCl3)

Winkelgeometrie (120º-Winkel)

AX2E: Molekül mit einem an zwei Liganden gebundenen Zentralatom und einem nichtbindenden Elektronenpaar.

Beispiele: Zinn (II) Chlorid (Sn2Cl)

X + E = 4

Tetraedergeometrie

AX4: Moleküle mit einem Zentralatom mit vier Liganden, die in Bindungen angeordnet sind, sodass die Liganden sie haben an den Ecken der gegenüberliegenden Diagonalen einen Würfel, dessen Zentrum das Zentralatom selbst ist.

Beispiele: Moleküle wie Methan (CH4), Siliziumchlorid (SiCl4) oder Tetrachlorkohlenstoff (CCl4) weisen diese Geometrie auf.

Trigonale Pyramidengeometrie

AX3E: Moleküle mit 3 Liganden und 1 einsamen Elektronenpaar, in denen die Atome der drei Liganden angeordnet sind, um die Basis einer Pyramide mit einer dreieckigen Basis, in der sich das Zentralatom im oberen Scheitel von besagtem. befindet Pyramide

Beispiele: Eines der Moleküle mit dieser Geometrie ist Ammoniak (NH3).

Winkelgeometrie (109º Winkel)

AX2E2: Die beiden Liganden und das Zentralatom bilden einen Winkel von 109º

Beispiele: Wasser (H2O) ist eines der Moleküle, die diese Geometrie haben.

Glineare Geometrie

AX3: Da nur ein Ligand an das Zentralatom gebunden ist, ist die Geometrie linear.

Beispiel: Fluorwasserstoff oder Flusssäure (HF).

X + E = 5

Trigonale bipyramidale Geometrie

AX5: Das Molekül hat die Geometrie zweier gegenüberliegender Pyramiden mit einer gemeinsamen dreieckigen Basis. Das Zentralatom ist im Zentrum angeordnet und die Liganden befinden sich an den Ecken.

Beispiel: Phosphorpentachlorid (PCl5)

Dyshenoidale Geometrie

AX4E: Bei dieser Geometrie erhalten die Atome eine Anordnung, die der Struktur einer Wippe ähnelt.

Beispiel: Tetraschwefelfluorid (SF4).

T-Geometrie

AX3E2: Moleküle haben die Form des Buchstabens T, mit den Liganden an den Enden des Buchstabens und dem Zentralatom an der Stelle, an der sich die beiden Linien, die es bilden, treffen.

Beispiel: Chlortrifluorid (ClF3)

Lineare Geometrie

AX2E3: In diesem Fall sind die drei Atome des Moleküls in einer Linie mit dem Zentralatom in einer Zwischenposition angeordnet.

Beispiel: Xenondifluorid (F2Xe)

X + E = 6

Oktaedrische Geometrie

AX6: Diese Art von Molekül hat eine Struktur, die einem Oktaeder ähnelt, in dem das Zentralatom das Zentrum der geometrischen Figur und die sechs Liganden jeder ihrer Ecken einnehmen würde.

Beispiel: Schwefelhexafluorid (SF6)

Pyramide mit quadratischer Basis

AX5E: In diesem Fall bilden die Atome eine Figur, in der das Zentralatom das Zentrum der Basis und die Liganden die fünf Ecken der Figur einnehmen.

Beispiel: Brompentafluorid (BrF5)

Ebene quadratische Geometrie

AX4E2: Die Atome nehmen eine quadratische Anordnung an, in der das Zentralatom die Mitte der Figur und die Liganden jede ihrer Ecken einnimmt.

Beispiel: Xenontetrafluorid-Ion (XeF4)

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