MOLEKULINĖ geometrija: apibrėžimas ir pavyzdžiai

trimatė forma kurioje išsidėstę molekulę sudarantys atomai yra žinomi pagal pavadinimą molekulinė geometrija arba molekulinė struktūra.

Iš teorinio modelio galima išvesti šių molekulių geometriją: valentinio apvalkalo elektronų porų atstūmimo modelis (RPECV). Šis modelis yra ypač naudingas vaizduojant iš mažų atomų sudarytų ir kovalentiniais ryšiais sujungtų molekulių geometriją (dalijimasis elektronais).

Šioje Dėstytojo pamokoje mes atrasime molekulinės geometrijos apibrėžimas ir pavyzdžiai Tokiu būdu galite sužinoti, iš ko susideda RPECV modelis, kaip šiuo metodu ir keliais pavyzdžiais galima nustatyti molekulių geometriją.

Indeksas

1. Molekulinės geometrijos apibrėžimas
2. Molekulinės geometrijos pavyzdžiai
3. Žinokite Lewiso molekulės struktūrą
4. Valentinio apvalkalo (RPECV) elektronų porų atstūmimo modelis

Molekulinė geometrija arba molekulinė struktūra yra būdas atomai rado molekulę yra išdėstyti erdvėje.

Ši erdvinė struktūra (molekulinė geometrija) ateina

Molekulių geometrija yra labai svarbi nes tai lemia materijos fizikines ir chemines savybes. Pvz.: H2O molekulės turi kampinę geometriją, kurią suteikia ją formuojančios jungtys. Taikant šią kampuotą geometriją, vandens molekulė tampa elektrine dipoliu ir pasižymi išskirtinėmis savybėmis. Dėl savo geometrijos vanduo kambario temperatūroje yra skystas, jis gali ištirpinti daugelį medžiagų ir kt.

Akivaizdu, kad, atsižvelgiant į molekulių dydį, jų geometrijos negalima tiesiogiai stebėti ir ji turi būti išvesta netiesioginiais metodais. Be to, būtina pateikti šias geometrijas teoriniais modeliais.

Būtent šie teoriniai modeliai leidžia iš molekulinės formulės nustatyti, kokia yra molekulės geometrija.

Kaip matėme ankstesniame skyriuje, molekulę sudarantys atomai gali įgyti skirtingus erdvinius išdėstymus (geometrijas). Šiame skyriuje pamatysime keletą molekulinės geometrijos pavyzdžių.

Dvimatė geometrija

Kai kuriais atvejais molekulės įgyja plokščią arba dvimatę geometriją, tai yra struktūros, kurios turi tik du matmenis ir užima paviršių (jos neturi tūrio).

Linijinė geometrija

Tai paprasčiausia geometrija, ji susijusi su molekulėmis, kurių atomai sujungiami, kad susidarytų tiesi linija. Visos molekulės, sudarytos iš dviejų atomų, yra linijinės, tačiau ši geometrija pasireiškia ir molekulėse, sudarytose iš trijų atomų.

Linijinių molekulių pavyzdžiai:
Susidaro iš dviejų atomų: visų diatominių dujų, tokių kaip O2, H2.

Susideda iš trijų atomų: CO2 (anglies dioksidas).

Kampinė geometrija

Tai molekulės, sudarytos iš trijų atomų, kurie susijungia kampu. Suformuoto kampo amplitudė gali būti skirtinga, priklausomai nuo jį formuojančių atomų tipo. Kampinių molekulių suformuotų kampų amplitudės reikšmės yra nuo 90 ° iki 120 °.

Pavyzdžiai: H2O, SO2 (sieros dioksidas), SnCl2 (alavo dichloridas)

Trikampė geometrija

Tai yra molekulės, sudarytos iš keturių atomų, kurių vienas atomas yra įsivaizduojamo trikampio centre, o kiti trys likę atomai yra kiekvienoje šio trikampio viršūnėje.

Pavyzdžiai: SO3 (sieros trioksidas), NO3^- (nitrato jonas)

Kvadratinė geometrija

Šios geometrijos molekulės turi 5 atomus. Vienas yra kvadrato centre, o kiti 4 - kiekvienoje figūros viršūnėje.

Pavyzdžiai: XeF4 (ksenono trifluoridas)

Trimatė geometrija

Jie turi tris matmenis, tai yra, turi tūrį. 3D molekulių geometrija yra labai įvairi, čia pamatysime tik keletą pavyzdžių.

Tetraedrinė geometrija

Šią geometriją pateikia kai kurios molekulės, kurias sudaro penki atomai, joje yra atomas įsivaizduojamo kubo centras ir keturi likę atomai yra kubo (tetraedro) viršūnėse.

Pavyzdys: CH4 (metanas), MnO4^-(permanganato jonas)

Trigoninė piramidinė geometrija

Tai molekulės, turinčios keturis atomus, išdėstytus keturiose piramidės su trikampio pagrindu viršūnėse.

Pavyzdys: NH3 (amoniakas), PH3 (fosfinas)

Keturkampė piramidės geometrija

Šiuo atveju molekulę sudarančių atomų skaičius yra šeši, o penki iš jų yra išsidėstę molekulėje piramidės su kvadratine baze viršūnės, o šeštoji užima kvadrato vidurį bazė.

Pavyzdys: ClF5 (chloro pentafluoridas)

Prieš naudodamiesi RPECV metodas būtina žinoti, kas tai yra Lewiso struktūra molekulės ir tam pirmiausia turite žinoti, kas yra elektroninė konfigūracijanuo Valensijos sluoksnio skirtingų molekulę sudarančių atomų.

Todėl prieš nustatant molekulės geometriją būtina atlikti keletą ankstesnių žingsnių:

• Į. Gaukite elektronų konfigūracijas skirtingų molekulę sudarančių atomų.
• B. Nustatykite valentinių apvalkalo elektronų skaičių kiekvieno atomo. Valentinio apvalkalo elektronai yra elektronai, kuriuos atomas gali panaudoti formuodamas ryšius.
• C. Išveskite Lewiso struktūrą atsižvelgiant į tai, kiek elektronų kiekvienas atomas turi savo valentiniame apvalkale.

Vaizdas: „Slideplayer“

Viduje konors Lewiso struktūros kiekvienas susietas atomas turi atitikti okteto taisyklė. Kai atomas įvykdo okteto taisyklę, jį supa keturios elektronų poros, kurios gali būti elektronai, kurie yra ryšys (jungiantis elektronų poras) arba elektronų poros, kurios nedalyvauja jungimosi formavime (elektronų poros ne įrišimas).

Kaip pamatysime, nustačius Lewiso molekulės struktūrą, išveskite ją geometrija naudojant valentinio apvalkalo elektronų porų atstūmimo modelį yra labai lengva.

Pagal šį vaizdavimo modelį ligandai (X) ir nesusiję elektronų poros (E) yra išdėstyti aplink centrinį atomą (A), todėl atstumas tarp jų yra didžiausias. Ligandų ir nesusijusių elektronų porų (X + E) suma lemia molekulės geometrijos tipą.

X + E = 2

Linijinė geometrija

AX2: Molekula, suformuota iš dviejų prie centrinio atomo prisijungusių ligando atomų

Pavyzdys: berilio hidridas (BeH2).

X + E = 3

Trikampio plokštumos geometrija (lygiakraštis trikampis)

AX3: Molekulė, sudaryta iš trijų atomų, pritvirtintų prie centrinio atomo

Pavyzdžiai: Kai kurie chloridai, tokie kaip boras arba aliuminis (BCl3, AlCl3)

Kampinė geometrija (120º kampas)

AX2E: Molekula su centriniu atomu, prijungtu prie dviejų ligandų, ir nesusijusi elektronų pora.

Pavyzdžiai: alavo (II) chloridas (Sn2Cl)

X + E = 4

Tetraedrinė geometrija

AX4: Molekulės su centriniu atomu su keturiais ligandais, išdėstytais ryšiais taip, kad ligandai būtų priešingų įstrižainių viršūnėse jie turi kubą, kurio centras yra pats centrinis atomas.

Pavyzdžiai: Tokia molekulė kaip metanas (CH4), silicio chloridas (SiCl4) arba anglies tetrachloridas (CCl4) pateikia šią geometriją.

Trigoninė piramidės geometrija

AX3E: Molekulės su 3 ligandais ir 1 vieniša elektronų pora, kurioje susiformuoja trijų ligandų atomai piramidės pagrindas su trikampiu pagrindu, kuriame centrinis atomas yra minėtoje viršutinėje viršūnėje piramidė

Pavyzdžiai: viena iš molekulių, turinčių šią geometriją, yra amoniakas (NH3).

Kampinė geometrija (109º kampas)

AX2E2: Du ligandai ir centrinis atomas yra išdėstyti ir sudaro 109º kampą

Pavyzdžiai: Vanduo (H2O) yra viena iš molekulių, turinčių šią geometriją.

Glinijinė eometrija

AX3: Kadangi prie centrinio atomo yra prijungtas tik vienas ligandas, geometrija yra tiesinė.

Pavyzdys: vandenilio fluoridas arba vandenilio fluorido rūgštis (HF).

X + E = 5

Trikampė bipiramidinė geometrija

AX5: Molekulėje yra dviejų priešingų piramidžių geometrija, trikampio pagrindas yra bendras abiem. Centrinis atomas yra išdėstytas centre, o ligandai yra viršūnėse.

Pavyzdys: fosforo pentachloridas (PCl5)

Dizenoidinė geometrija

AX4E: Šio tipo geometrijoje atomai įgyja išdėstymą, panašų į sūpynės sūpynės struktūrą.

Pavyzdys: Tetra sieros fluoras (SF4).

T geometrija

AX3E2: Molekulės yra panašios į raidę T, o ligandai yra raidės galuose, o centrinis atomas - vietoje, kur susitinka dvi ją formuojančios linijos.

Pavyzdys: chloro trifluoridas (ClF3)

Linijinė geometrija

AX2E3: Šiuo atveju trys molekulės atomai yra išdėstyti tiesiai su centriniu atomu tarpinėje padėtyje.

Pavyzdys: ksenono difluoridas (F2Xe)

X + E = 6

Oktaedrinė geometrija

AX6: Šio tipo molekulės struktūra yra panaši į oktaedrą, kuriame centrinis atomas užimtų geometrinės figūros centrą ir šešis ligandus kiekvienoje jo viršūnėje.

Pavyzdys: sieros heksafluoridas (SF6)

Kvadratinė pagrindo piramidė

AX5E: Šiuo atveju atomai sudaro figūrą, kurioje centrinis atomas užima pagrindo centrą, o ligandai - penkias figūros viršūnes.

Pavyzdys: bromo pentafluoridas (BrF5)

Lėktuvo kvadrato geometrija

AX4E2: Atomai įgyja kvadrato formos išdėstymą, kuriame centrinis atomas užima figūros centrą ir kiekvienos jos viršūnės ligandą.

Pavyzdys: ksenono tetrafluorido jonas (XeF4)

Jei norite perskaityti daugiau panašių į Molekulinė geometrija: apibrėžimas ir pavyzdžiai, rekomenduojame įvesti mūsų kategoriją Atomas.

Alejandrina Gallego Picó, Rosa Mª Garcinuño Martínez, Mª José Morcillo Ortega, Miguel Ángel Vázquez Segura. (2018) Pagrindinė chemija. Madridas: Unedas