분자 기하학: 정의 및 예

그만큼 입체적인 모양 분자를 구성하는 원자가 배열되어 있는 것은 이라는 이름으로 알려져 있습니다. 분자 기하학 또는 분자 구조.

이론적 모델에서 이러한 분자의 기하학을 추론하는 것이 가능합니다. 원자가 껍질에 있는 전자 쌍의 반발 모델 (RPECV). 이 모델은 작은 원자로 구성되고 공유 결합(전자 공유)으로 함께 연결된 분자의 기하학을 나타내는 데 특히 유용합니다.

교사의 이 수업에서 우리는 발견할 것입니다 분자 기하학의 정의 및 예 따라서 이러한 방식으로 RPECV 모델이 무엇으로 구성되어 있는지, 이 방법과 몇 가지 예를 통해 분자의 기하학을 추론할 수 있는 방법을 배웁니다.

인덱스

1. 분자 기하학의 정의
2. 분자 기하학의 예
3. 분자의 루이스 구조 알기
4. 원자가 껍질(RPECV)의 전자쌍 반발 모델

분자 기하학 또는 분자 구조는 방법 원자 분자를 발견 공간에 배치.

이 3차원 구조(분자기하학)는 일련의 힘으로 정의 특정 배열로 원자를 함께 유지합니다. 분자 기하학을 결정하는 힘 중 가장 중요한 것은 링크 그 원자 서로 눕다 분자를 형성.

분자의 기하학은 매우 중요합니다 물질의 물리화학적 특성이 무엇인지 결정하기 때문입니다. 예를 들면: H2O 분자는 그것을 형성하는 결합에 의해 주어진 각도 기하학을 가지고 있습니다. 이 각진 기하학을 채택하면 물 분자가 전기 쌍극자를 만들고 탁월한 특성을 갖습니다. 기하학 덕분에 물은 실온에서 액체이며 많은 물질 등을 용해할 수 있습니다.

분명히 분자의 크기가 주어지면 그 기하학적 구조는 직접 관찰할 수 없으며 간접적인 방법으로 추론해야 합니다. 또한, 이론적인 모델을 통해 이러한 기하학을 표현하는 것이 필요합니다.

분자식에서 분자의 기하학이 어떤 것인지 결정할 수 있게 해주는 것은 이러한 이론적인 모델입니다.

이전 섹션에서 보았듯이 분자를 구성하는 원자는 다른 공간 배열(기하학)을 얻을 수 있습니다. 이 섹션에서는 분자 기하학의 몇 가지 예를 볼 것입니다.

2차원 기하학

어떤 경우에는 분자가 평면 또는 2차원 기하학을 얻습니다. 즉, 분자는 2차원만 있고 표면을 차지하는 구조입니다(부피가 없음).

선형 기하학

그것은 가장 단순한 기하학이며, 원자가 결합되어 직선을 형성하는 분자에 관한 것입니다. 두 개의 원자로 구성된 모든 분자는 선형이지만 이 기하학은 세 개의 원자로 구성된 분자에서도 발생합니다.

선형 분자의 예:
두 개의 원자로 형성: O2, H2와 같은 모든 이원자 가스.

세 개의 원자로 구성: CO2(이산화탄소).

각도 기하학

그들은 비스듬히 모인 세 개의 원자로 구성된 분자입니다. 형성된 각도의 진폭은 그것을 형성하는 원자의 유형에 따라 다를 수 있습니다. 각 분자에 의해 형성된 각도의 진폭은 90º와 120º 사이의 값을 갖습니다.

예: H2O, SO2(이산화황), SnCl2(이염화주석)

삼각형 기하학

그것들은 4개의 원자로 구성된 분자이며, 하나의 원자는 가상 삼각형의 중심에 있고 나머지 세 개의 나머지 원자는 이 삼각형의 각 꼭짓점에 있습니다.

예: SO3(삼산화황), NO3^- (질산염 이온)

정사각형 기하학

이 기하학을 가진 분자에는 5개의 원자가 있습니다. 하나는 정사각형의 중앙에 있고 다른 하나는 그림의 각 꼭짓점에 있습니다.

예: XeF4(삼불화제논)

3차원 기하학

그것들은 3차원, 즉 부피를 가지고 있습니다. 3D 분자의 기하학적 구조는 매우 다양합니다. 여기서는 몇 가지 예만 살펴보겠습니다.

사면체 기하학

이 기하학은 원자가 가상의 정육면체의 중심과 나머지 4개의 원자는 정육면체의 꼭짓점(사면체)에 있습니다.

예: CH4(메탄), MnO4^-(과망간산염 이온)

삼각 피라미드 기하학

그들은 삼각형 밑면을 가진 피라미드의 네 꼭짓점에 배열된 네 개의 원자를 가진 분자입니다.

예: NH3(암모니아), PH3(포스핀)

사각 피라미드 기하학

이 경우 분자를 구성하는 원자의 수는 6개이고 그 중 5개는 정사각형 밑면이 있는 피라미드의 꼭짓점, 여섯 번째 꼭짓점은 정사각형의 중심을 차지합니다. 베이스.

예: ClF5(오불화염소)

사용하기 전에 RPECV 방법 그것이 무엇인지 알아야합니다 루이스 구조 이를 위해서는 먼저 분자의 전자 구성발렌시아 레이어에서 분자를 구성하는 다양한 원자.

따라서 분자의 기하학을 결정하기 전에 몇 가지 이전 단계를 수행해야 합니다.

• 에. 전자 구성 가져오기 분자를 구성하는 다양한 원자.
• 비. 원자가 껍질 전자의 수를 결정 각 원자의. 원자가 껍질의 전자는 원자가 결합을 형성하는 데 사용할 수 있는 전자입니다.
• 씨. 루이스 구조를 연역 각 원자의 원자가 껍질에 몇 개의 전자가 있는지 고려합니다.

이미지: 슬라이드 플레이어

에서 루이스 구조 결합된 각 원자는 다음을 충족해야 합니다. 옥텟 규칙. 원자가 옥텟 규칙을 충족할 때, 원자는 4쌍의 전자로 둘러싸여 있으며, 이는 원자의 일부인 전자일 수 있습니다. 결합(결합 전자쌍) 또는 결합 형성에 참여하지 않는 전자쌍(비결합 전자쌍) 제본).

우리가 보게 되겠지만, 일단 분자의 루이스 구조가 결정되면, 원자가 껍질 전자 쌍의 반발 모델을 사용하는 기하학은 매우 쉬운.

이 표현 모델에 따르면 리간드(X)와 비결합 전자쌍(E)은 중심 원자(A)를 중심으로 배열되어 이들 사이의 거리가 최대가 됩니다. 리간드와 비결합 전자쌍(X + E)의 합은 분자의 기하학 유형을 결정합니다.

X + E = 2

선형 기하학

AX2: 중심 원자에 부착된 두 개의 리간드 원자에 의해 형성된 분자

예: 베릴륨 하이드라이드(BeH2).

X + E = 3

삼각형 평면 기하학(정삼각형)

AX3: 중심 원자에 부착된 세 개의 원자로 구성된 분자

예: 붕소 또는 알루미늄과 같은 일부 염화물(BCl3, AlCl3)

앵귤러 지오메트리(120º 각도)

AX2E: 두 개의 리간드에 부착된 중심 원자와 결합하지 않은 전자쌍을 가진 분자.

예: 주석(II) 염화물(Sn2Cl)

X + E = 4

사면체 기하학

AX4: 4개의 리간드가 결합되어 배열된 리간드가 있는 중심 원자를 가진 분자 그들은 반대 대각선의 정점에 중심이 중심 원자 자체인 정육면체를 가지고 있습니다.

예: 메탄(CH4), 염화규소(SiCl4) 또는 사염화탄소(CCl4)와 같은 분자가 이 기하학을 나타냅니다.

삼각 피라미드 기하학

AX3E: 3개의 리간드와 1개의 고립전자쌍을 갖는 분자로, 3개의 리간드의 원자가 배열되어 중심 원자가 위 꼭지점에 있는 삼각형 밑변을 가진 피라미드의 밑변 피라미드

예: 이 기하학을 가진 분자 중 하나는 암모니아(NH3)입니다.

각도 기하학(109º 각도)

AX2E2: 두 개의 리간드와 중심 원자가 109º의 각도를 형성하도록 배열됩니다.

예: 물(H2O)은 이러한 기하학을 가진 분자 중 하나입니다.

지선형 기하학

AX3: 중심 원자에 부착된 리간드가 하나만 있기 때문에 기하학은 선형입니다.

예: 불화수소 또는 불화수소산(HF).

X + E = 5

삼각 쌍뿔 기하학

AX5: 분자는 두 대향 피라미드의 기하학적 구조를 가지고 있으며 두 피라미드 모두에 공통적인 삼각형 밑변이 있습니다. 중심 원자는 중심에 배열되고 리간드는 정점에 위치합니다.

예: 5염화인(PCl5)

Dyshenoidal 기하학

AX4E: 이러한 유형의 기하학에서 원자는 시소 그네의 구조와 유사한 배열을 얻습니다.

예: 사불화황(SF4).

T 기하학

AX3E2: 분자는 문자 T와 같은 모양을 하고 있으며, 리간드는 문자 끝에 있고 중심 원자는 두 선이 만나는 지점에 있습니다.

예: 삼불화염소(ClF3)

선형 기하학

AX2E3: 이 경우 분자의 세 원자는 중간 위치에서 중심 원자와 나란히 배열됩니다.

예: 이불화제논(F2Xe)

X + E = 6

팔면체 기하학

AX6: 이 유형의 분자는 중심 원자가 기하학적 도형의 중심을 차지하고 각 꼭짓점에 6개의 리간드가 있는 팔면체와 유사한 구조를 가지고 있습니다.

예: 육불화황(SF6)

정사각형 기본 피라미드

AX5E: 이 경우 원자는 중심 원자가 밑면의 중심을 차지하고 리간드가 도형의 5개 꼭지점을 차지하는 도형을 형성합니다.

예: 5불화 브롬(BrF5)

평면 정사각형 기하학

AX4E2: 원자는 중심 원자가 그림의 중심을 차지하고 각 꼭짓점에 리간드가 있는 정사각형 배열을 얻습니다.

예: 사불화 크세논 이온(XeF4)

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