MOLEKULARNA geometrija: definicija i primjeri

The trodimenzionalni oblik u kojem su raspoređeni atomi koji čine molekulu poznat je pod nazivom molekularna geometrija ili molekularna struktura.

Geometriju ovih molekula moguće je zaključiti iz teoretskog modela: model odbijanja parova elektrona u valentnoj ljusci (RPECV). Ovaj je model posebno koristan za predstavljanje geometrije molekula sastavljenih od malih atoma i povezanih kovalentnim vezama (dijeljenje elektrona).

U ovoj ćemo lekciji od UČITELJA otkriti definicija molekularne geometrije i primjeri Tako da na taj način možete naučiti od čega se sastoji RPECV model, kako se ovom metodom i nekim primjerima može utvrditi geometrija molekula.

Indeks

1. Definicija molekularne geometrije
2. Primjeri molekularne geometrije
3. Poznavati Lewisovu strukturu molekule
4. Model odbijanja elektronskih para valentne ljuske (RPECV)

Molekularna geometrija ili molekularna struktura je put atomi pronašao molekulu raspoređeni su u prostoru.

Dolazi ova trodimenzionalna struktura (molekularna geometrija) definirane nizom sila koji atome drže zajedno u određenom rasporedu. Među silama koje određuju molekularnu geometriju najvažnije su veze da je atoma položiti jedni drugima da tvore molekulu.

Geometrija molekula je vrlo važna jer određuje koje su fizikalno-kemijske karakteristike materije. Na primjer: molekule H2O imaju kutnu geometriju koja je dana vezama koje je tvore. Usvajanjem ove geometrije pod uglom molekula vode postaje električni dipol i ima iznimna svojstva. Zahvaljujući svojoj geometriji, voda je tekuća na sobnoj temperaturi, sposobna je otopiti mnoge tvari itd.

Očito, s obzirom na veličinu molekula, njihova se geometrija ne može izravno promatrati i mora se utvrditi neizravnim metodama. Nadalje, potrebno je te geometrije prikazati pomoću teorijskih modela.

Upravo ti teoretski modeli omogućuju nam da odredimo kakva je geometrija molekule iz njene molekularne formule.

Kao što smo vidjeli u prethodnom odjeljku, atomi koji čine molekulu mogu steći različite prostorne aranžmane (geometrije). U ovom ćemo odjeljku vidjeti nekoliko primjera molekularne geometrije.

Dvodimenzionalne geometrije

U nekim slučajevima molekule dobivaju ravne ili dvodimenzionalne geometrije, odnosno to su strukture koje imaju samo dvije dimenzije i zauzimaju površinu (nemaju volumen).

Linearna geometrija

To je najjednostavnija geometrija, radi se o molekulama čiji su atomi spojeni u ravnu crtu. Sve molekule sastavljene od dva atoma su linearne, ali ta se geometrija javlja i u molekulama koje čine tri atoma.

Primjeri linearnih molekula:
Stvoreni od dva atoma: svi dvoatomni plinovi poput O2, H2.

Sastoji se od tri atoma: CO2 (ugljični dioksid).

Kutna geometrija

Oni su molekule sastavljene od tri atoma koji se spajaju pod kutom. Amplituda nastalog kuta može biti različita, ovisno o vrsti atoma koji ga čine. Amplitude kutova koje tvore kutne molekule imaju vrijednosti između 90 ° i 120 °.

Primjeri: H2O, SO2 (sumpor-dioksid), SnCl2 (kositreni diklorid)

Trokutasta geometrija

Oni su molekule sastavljene od četiri atoma, s jednim atomom koji se nalazi u središtu zamišljenog trokuta, a ostala tri preostala atoma nalaze se u svakom od vrhova ovog trokuta.

Primjeri: SO3 (sumporni trioksid), NO3^- (nitratni ion)

Kvadratna geometrija

Molekule s ovom geometrijom imaju 5 atoma. Jedan se nalazi u središtu kvadrata, a drugi 4 u svakom od vrhova slike.

Primjeri: XeF4 (ksenonski trifluorid)

Trodimenzionalne geometrije

Imaju tri dimenzije, odnosno imaju volumen. Geometrija 3D molekula vrlo je raznolika, ovdje ćemo vidjeti samo nekoliko primjera.

Tetraedarska geometrija

Ovu geometriju predstavljaju neke molekule formirane od pet atoma, u njoj se nalazi atom središte zamišljene kocke i četiri preostala atoma nalaze se na vrhovima kocke (tetraedar).

Primjer: CH4 (metan), MnO4^-(permanganatni ion)

Trigonalna piramidalna geometrija

Oni su molekule s četiri atoma raspoređenih u četiri vrha piramide s trokutastom bazom.

Primjer: NH3 (amonijak), PH3 (fosfin)

Četverokutna piramidalna geometrija

U ovom slučaju broj atoma koji čine molekulu je šest, a njih pet je raspoređeno u vrhovi piramide s kvadratnom osnovom, dok šesti zauzima središte kvadrata baza.

Primjer: ClF5 (klor pentafluorid)

Prije nego što počnete koristiti RPECV metoda potrebno je znati što je to Lewisova struktura molekule, a za to prvo morate znati o čemu se radi elektronička konfiguracijaiz sloja Valencije različitih atoma koji čine molekulu.

Stoga, prije nego što je moguće odrediti geometriju molekule, potrebno je izvršiti neke prethodne korake:

• DO. Dobiti elektronske konfiguracije različitih atoma koji čine molekulu.
• B. Odredite broj elektrona valentne ljuske svakog od atoma. Elektroni u valentnoj ljusci su elektroni koje atom može koristiti za stvaranje veza.
• C. Izvedite Lewisovu strukturu uzimajući u obzir koliko elektrona ima svaki atom u svojoj valentnoj ljusci.

Slika: Slideplayer

U Lewisove strukture svaki od vezanih atoma mora ispunjavati pravilo okteta. Kada atom ispuni pravilo okteta, okružen je s četiri para elektrona koji mogu biti elektroni koji su dio veza (vezni elektronski parovi) ili elektronski parovi koji ne sudjeluju u stvaranju veza (elektronski parovi ne vezivanje).

Kao što ćemo vidjeti, jednom utvrdite Lewisovu strukturu molekule, zaključite njezinu geometrija koja koristi model odbijanja elektronskih parova valentne ljuske je vrlo lako.

Prema ovom modelu predstavljanja, ligandi (X) i nevezujući elektronski parovi (E) raspoređeni su oko središnjeg atoma (A), tako da je udaljenost između njih maksimalna. Zbroj liganda i nevezujućih elektronskih parova (X + E) određuje vrstu geometrije molekule.

X + E = 2

Linearna geometrija

AX2: Molekula koju tvore dva atoma liganda vezana za središnji atom

Primjer: berilijev hidrid (BeH2).

X + E = 3

Geometrija trokutaste ravnine (jednakostranični trokut)

AX3: Molekula sastavljena od tri atoma vezana za središnji atom

Primjeri: Neki kloridi poput bora ili aluminija (BCl3, AlCl3)

Kutna geometrija (kut od 120 °)

AX2E: Molekula sa središnjim atomom vezanim za dva liganda i nevezani elektronski par.

Primjeri: kositreni (II) klorid (Sn2Cl)

X + E = 4

Tetraedarska geometrija

AX4: Molekule sa središnjim atomom s četiri liganda raspoređena u veze tako da ligandi jesu imaju na vrhovima suprotnih dijagonala kocku čije je središte sam središnji atom.

Primjeri: Molekule poput metana (CH4), silicijevog klorida (SiCl4) ili ugljikova tetraklorida (CCl4) predstavljaju ovu geometriju.

Trigonalna geometrija piramide

AX3E: Molekule s 3 liganda i 1 usamljenim elektronskim parom u kojem su atomi tri liganda raspoređeni da tvore baza piramide s trokutastom bazom u kojoj je središnji atom u gornjem tjemenu spomenutog piramida

Primjeri: jedna od molekula koja ima ovu geometriju je amonijak (NH3).

Kutna geometrija (kut 109º)

AX2E2: Dva liganda i središnji atom raspoređeni su tvoreći kut od 109º

Primjeri: Voda (H2O) je jedna od molekula koje imaju ovu geometriju.

Glinearna eometrija

AX3: Budući da je na središnji atom vezan samo jedan ligand, geometrija je linearna.

Primjer: Vodikov fluorid ili fluorovodonična kiselina (HF).

X + E = 5

Trigonalna bipiramidalna geometrija

AX5: Molekula ima geometriju dviju suprotstavljenih piramida, s trokutastom bazom zajedničkom objema. Središnji atom smješten je u središtu, a ligandi su smješteni na vrhovima.

Primjer: Fosforov pentaklorid (PCl5)

Dishenoidalna geometrija

AX4E: U ovoj vrsti geometrije atomi dobivaju raspored koji sliči strukturi ljuljačke klackalice.

Primjer: Tetra sumpor-fluorid (SF4).

T geometrija

AX3E2: Molekule su oblikovane poput slova T, s ligandima na krajevima slova i središnjim atomom na mjestu gdje se spajaju dvije crte koje ga čine.

Primjer: Klor trifluorid (ClF3)

Linearna geometrija

AX2E3: U tom su slučaju tri atoma molekule poredana u središtu sa središnjim atomom u međupoložaju.

Primjer: ksenon difluorid (F2Xe)

X + E = 6

Osmerokutna geometrija

AX6: Ova vrsta molekula ima strukturu koja nalikuje oktaedru u kojem bi središnji atom zauzimao središte geometrijskog lika i šest liganda, svaki od njegovih vrhova.

Primjer: Sumpor heksafluorid (SF6)

Piramida kvadratne osnove

AX5E: U ovom slučaju, atomi čine lik u kojem središnji atom zauzima središte baze, a ligandi pet vrhova slike.

Primjer: bromov pentafluorid (BrF5)

Ravna kvadratna geometrija

AX4E2: Atomi stječu raspored kvadratnog oblika, u kojem središnji atom zauzima središte lika i ligandi svaki od njegovih vrhova.

Primjer: Xenon tetrafluoridni ion (XeF4)

Ako želite pročitati više članaka sličnih Molekularna geometrija: definicija i primjeri, preporučujemo da uđete u našu kategoriju Atom.

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