MOLEKULAARNE geomeetria: määratlus ja näited

The kolmemõõtmeline kuju milles molekuli moodustavad aatomid on paigutatud, on tuntud nime all molekulaarne geomeetria või molekulaarstruktuur.

Nende molekulide geomeetria on võimalik tuletada teoreetilisest mudelist: valentskoores olevate elektronide paaride tõukejõu mudel (RPECV). See mudel on eriti kasulik väikestest aatomitest koosnevate ja kovalentsete sidemetega ühendatud molekulide geomeetria kujutamiseks (elektronide jagamine).

Selles ÕPETAJA õppetükis avastame molekulaargeomeetria määratlus ja näited Nii saate teada, millest koosneb RPECV mudel, kuidas saab selle meetodi ja mõne näite abil tuletada molekulide geomeetriat.

Indeks

1. Molekulaargeomeetria määratlus
2. Molekulaargeomeetria näited
3. Tea molekuli Lewise struktuuri
4. Valentskesta elektronpaari tõukemudel (RPECV)

Molekulgeomeetria või molekulaarstruktuur on viis aatomid leidis molekuli on paigutatud ruumis.

See kolmemõõtmeline struktuur (molekulaarne geomeetria) tuleb

Molekulide geomeetria on väga oluline sest see määrab, millised on aine füüsikalis-keemilised omadused. Näiteks: H2O molekulidel on nurga geomeetria, mille annavad selle moodustavad sidemed. Selle nurga all oleva geomeetria rakendamine muudab veemolekuli elektriliseks dipooliks ja sellel on erakordsed omadused. Tänu oma geomeetriale on vesi toatemperatuuril vedel, see on võimeline lahustama paljusid aineid jne.

Arvestades molekulide suurust, ei saa nende geomeetriat otseselt jälgida ja see tuleb tuletada kaudsete meetoditega. Lisaks on vaja neid geomeetriaid kujutada teoreetiliste mudelite abil.

Just need teoreetilised mudelid võimaldavad meil molekulaarse valemi põhjal kindlaks teha, milline on molekuli geomeetria.

Nagu eelmises osas nägime, võivad molekuli moodustavad aatomid omandada erinevaid ruumilisi paigutusi (geomeetriaid). Selles osas näeme molekulaargeomeetria näiteid.

Kahemõõtmeline geomeetria

Mõnel juhul omandavad molekulid tasase või kahemõõtmelise geomeetria, see tähendab, et need on struktuurid, millel on ainult kaks mõõdet ja mis hõivavad pinna (neil pole mahu).

Lineaarne geomeetria

See on kõige lihtsam geomeetria, see puudutab molekule, mille aatomid on ühendatud sirgjooneks. Kõik kahest aatomist koosnevad molekulid on lineaarsed, kuid see geomeetria esineb ka kolmest aatomist koosnevates molekulides.

Lineaarsete molekulide näited:
Moodustatakse kahest aatomist: kõik diatoomsed gaasid nagu O2, H2.

Koosneb kolmest aatomist: CO2 (süsinikdioksiid).

Nurga geomeetria

Need on molekulid, mis koosnevad kolmest aatomist, mis ühinevad nurga all. Moodustatud nurga amplituud võib olla erinev, sõltuvalt seda moodustavate aatomite tüübist. Nurgamolekulide poolt moodustatud nurkade amplituudide väärtused jäävad vahemikku 90º kuni 120º.

Näited: H2O, SO2 (vääveldioksiid), SnCl2 (tina dikloriid)

Kolmnurkne geomeetria

Need on molekulid, mis koosnevad neljast aatomist, kusjuures üks aatom asub kujuteldava kolmnurga keskel ja ülejäänud kolm ülejäänud aatomit asuvad selle kolmnurga igas tipus.

Näited: SO3 (vääveltrioksiid), NO3^- (nitraatioon)

Ruutgeomeetria

Selle geomeetriaga molekulidel on 5 aatomit. Üks asub ruudu keskel ja teine ​​4 joonise mõlemas tipus.

Näited: XeF4 (ksenoontrifluoriid)

Kolmemõõtmeline geomeetria

Neil on kolm mõõdet, see tähendab, et neil on maht. 3D-molekulide geomeetria on väga mitmekesine, siin näeme vaid mõnda näidet.

Tetraeedriline geomeetria

See geomeetria on see, mida esitavad mõned viiest aatomist moodustatud molekulid, selles asub aatom kujuteldava kuubi keskpunkt ja neli ülejäänud aatomit asuvad kuubi tippudes (tetraeeder).

Näide: CH4 (metaan), Mn04^-(permanganaadi ioon)

Trigonaalne püramiidgeomeetria

Need on molekulid, millel on neli aatomit ja mis paiknevad kolmnurkse alusega püramiidi neljas tipus.

Näide: NH3 (ammoniaak), PH3 (fosfiin)

Neljakandiline püramiidgeomeetria

Sellisel juhul on molekuli moodustavate aatomite arv kuus ja viis neist on paigutatud molekulisse ruudukujulise alusega püramiidi tipud, kuues aga asub ruudu keskel alus.

Näide: ClF5 (kloorpentafluoriid)

Enne kui saate kasutada RPECV meetod on vaja teada, mis see on Lewise struktuur molekuli ja selleks peate kõigepealt teadma, mis on elektrooniline konfiguratsioonValencia kihist molekuli moodustavatest erinevatest aatomitest.

Seetõttu on enne molekuli geomeetria määramist vaja läbi viia mõned eelmised etapid:

• TO. Hankige elektronide konfiguratsioonid molekuli moodustavatest erinevatest aatomitest.
• B. Määrake valentskesta elektronide arv iga aatomi kohta. Valentskoores olevad elektronid on elektronid, mida aatom saab sidemete moodustamiseks kasutada.
• C. Järjendage Lewise struktuur võttes arvesse seda, kui palju elektrone on igal aatomil valentskoores.

Pilt: Slideplayer

Aastal Lewise struktuurid iga ühendatud aatom peab vastama oktetti reegel. Kui aatom täidab oktetireegli, on see ümbritsetud nelja elektronipaariga, mis võivad olla elektronid, mis on osa side (siduvad elektronipaarid) või elektronide paarid, mis sideme moodustamises ei osale (elektronipaarid mitte köitmine).

Nagu näeme, järeldage molekuli Lewise struktuuri kindlaksmääramise järel geomeetria, kasutades valentskesta elektronide paaride tõrjumismudelit, on väga lihtne.

Selle esindusmudeli järgi on ligandid (X) ja mittesiduvad elektronipaarid (E) paigutatud ümber keskaatomi (A), nii et nende vaheline kaugus on maksimaalne. Ligandide ja mittesiduvate elektronipaaride (X + E) summa määrab molekuli geomeetria tüübi.

X + E = 2

Lineaarne geomeetria

AX2: Molekul, mille moodustavad kaks tsentraalse aatomi külge kinnitatud ligandi aatomit

Näide: berülliumhüdriid (BeH2).

X + E = 3

Kolmnurkse tasapinna geomeetria (võrdkülgne kolmnurk)

AX3: Molekul koosneb kolmest aatomist, mis on kinnitatud tsentraalse aatomi külge

Näited: mõned kloriidid, näiteks boor või alumiinium (BCl3, AlCl3)

Nurga geomeetria (120 ° nurk)

AX2E: Molekul, mille tsentraalne aatom on kinnitatud kahele ligandile ja paarile mittesiduvad elektronid.

Näited: tina (II) kloriid (Sn2Cl)

X + E = 4

Tetraeedriline geomeetria

AX4: Nelja ligandiga tsentraalse aatomiga molekulid, mis on paigutatud sidemetesse nii, et ligandid oleksid neil on vastupidiste diagonaalide tippudes kuup, mille keskpunkt on keskne aatom ise.

Näited: Sellist geomeetriat näitavad sellised molekulid nagu metaan (CH4), ränikloriid (SiCl4) või süsiniktetrakloriid (CCl4).

Kolmnurkne püramiidgeomeetria

AX3E: 3 ligandi ja 1 üksiku elektronpaariga molekulid, milles moodustuvad kolme ligandi aatomid kolmnurkse alusega püramiidi põhi, milles keskne aatom asub selle ülemisel tipul püramiid

Näited: üks selle geomeetriaga molekulidest on ammoniaak (NH3).

Nurga geomeetria (109º nurk)

AX2E2: Kaks ligandit ja tsentraalne aatom paiknevad nurga all 109º

Näited: Vesi (H2O) on üks selle geomeetriaga molekulidest.

Glineaarne eomeetria

AX3: Kuna tsentraalse aatomi külge on kinnitatud ainult üks ligand, on geomeetria lineaarne.

Näide: vesinikfluoriid või vesinikfluoriidhape (HF).

X + E = 5

Trigonaalne bipüramidaalne geomeetria

AX5: Molekulil on kaks vastandlikku püramiidi, millel on mõlemale ühine kolmnurkne alus. Keskne aatom on paigutatud keskele ja ligandid paiknevad tippudes.

Näide: fosforpentakloriid (PCl5)

Düshenoidne geomeetria

AX4E: Seda tüüpi geomeetrias omandavad aatomid paigutuse, mis sarnaneb kiigekiige struktuuriga.

Näide: tetra väävelfluoriid (SF4).

T geomeetria

AX3E2: Molekulid on tähe T kujulised, tähe otstes olevad ligandid ja keskne aatom on selle moodustava kahe joone kohtumise kohas.

Näide: klooritrifluoriid (ClF3)

Lineaarne geomeetria

AX2E3: Sellisel juhul on molekuli kolm aatomit paigutatud keskmisele aatomile keskmises asendis.

Näide: ksenoondifluoriid (F2Xe)

X + E = 6

Oktaeedriline geomeetria

AX6: Seda tüüpi molekulil on struktuur, mis sarnaneb oktaeedriga, milles keskne aatom hõivaks geomeetrilise kuju keskpunkti ja kuus selle iga tipu ligandit.

Näide: väävelheksafluoriid (SF6)

Ruudukujuline aluspüramiid

AX5E: Sel juhul moodustavad aatomid kujundi, milles tsentraalne aatom hõivab aluse keskosa ja ligandid viie joonise tipu.

Näide: broom-pentafluoriid (BrF5)

Tasandi ruudu geomeetria

AX4E2: Aatomid omandavad ruudukujulise paigutuse, milles keskne aatom hõivab figuuri keskpunkti ja ligandid iga selle tipu.

Näide: ksenoontetrafluoriidioon (XeF4)

Kui soovite lugeda rohkem artikleid, mis on sarnased Molekulgeomeetria: määratlus ja näited, soovitame sisestada meie kategooria Aatom.

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