MOLEKULÄR geometri: definition och exempel

De tredimensionell form där atomerna som utgör en molekyl är ordnade är känt under namnet molekylär geometri eller molekylär struktur.

Det är möjligt att härleda geometrin hos dessa molekyler från en teoretisk modell: avstötningsmodellen av elektronparen i valensskalet (RPECV). Denna modell är särskilt användbar för att representera molekylernas geometri som består av små atomer och länkas samman genom kovalenta bindningar (elektrondelning).

I den här lektionen från en LÄRARE kommer vi att upptäcka definition av molekylär geometri och exempel Så att du på detta sätt kan lära dig vad RPECV-modellen består av, hur molekylernas geometri kan härledas med denna metod och några exempel.

Index

1. Definition av molekylär geometri
2. Exempel på molekylär geometri
3. Känn molekylens Lewis-struktur
4. Elektronparavstötningsmodell för valensskalet (RPECV)

Molekylär geometri eller molekylär struktur är sättet atomer hittade en molekyl är ordnade i rymden.

Denna tredimensionella struktur (molekylär geometri) kommer definieras av en serie krafter som håller atomerna samman i ett specifikt arrangemang. Bland de krafter som bestämmer molekylgeometri är de viktigaste länkarna Att den atomer lägga sig till varandra för att bilda molekylen.

Molekylernas geometri är mycket viktig eftersom det avgör vilka materiens fysikalisk-kemiska egenskaper. Till exempel: H2O-molekyler har en vinkelgeometri som ges av bindningarna som bildar den. Antagandet av denna vinklade geometri gör vattenmolekylen till en elektrisk dipol och har exceptionella egenskaper. Tack vare sin geometri är vatten flytande vid rumstemperatur, det kan lösa upp många ämnen etc.

Naturligtvis, med tanke på molekylernas storlek, kan deras geometri inte observeras direkt och måste härledas med indirekta metoder. Vidare är det nödvändigt att representera dessa geometrier med hjälp av teoretiska modeller.

Det är dessa teoretiska modeller som gör att vi kan bestämma hur en molekyls geometri är utifrån dess molekylformel.

Som vi har sett i föregående avsnitt kan atomerna som utgör en molekyl få olika rumsliga arrangemang (geometrier). I detta avsnitt kommer vi att se några exempel på molekylär geometri.

Tvådimensionella geometrier

I vissa fall får molekylerna platta eller tvådimensionella geometrier, det vill säga de är strukturer som bara har två dimensioner och upptar en yta (de har inte volym).

Linjär geometri

Det är den enklaste geometrin, det handlar om molekyler vars atomer är förenade för att bilda en rak linje. Alla molekyler som består av två atomer är linjära, men denna geometri förekommer också i molekyler som består av tre atomer.

Exempel på linjära molekyler:
Bildas av två atomer: alla kiselgaser såsom O2, H2.

Består av tre atomer: CO2 (koldioxid).

Vinkelgeometri

De är molekyler som består av tre atomer som samlas i en vinkel. Amplituden för den bildade vinkeln kan vara olika, beroende på vilken typ av atomer som bildar den. Amplituden för de vinklar som bildas av vinkelmolekylerna har värden mellan 90 ° och 120 °.

Exempel: H2O, SO2 (svaveldioxid), SnCl2 (tenndiklorid)

Triangulär geometri

De är molekyler som består av fyra atomer, med en atom i mitten av en imaginär triangel och de andra tre återstående atomerna i var och en av hörnpunkterna i denna triangel.

Exempel: SO3 (svaveltrioxid), NO3^- (nitratjon)

Fyrkantig geometri

Molekyler med denna geometri har 5 atomer. En är placerad i mitten av en kvadrat och den andra 4 i var och en av figurens hörn.

Exempel: XeF4 (Xenontrifluorid)

Tredimensionella geometrier

De har tre dimensioner, det vill säga de har volym. 3D-molekylernas geometrier är mycket olika, här kommer vi att se några exempel.

Tetrahedral geometri

Denna geometri är den som presenteras av vissa molekyler bildade av fem atomer, i vilken en atom ligger mitten av en imaginär kub och de fyra återstående atomerna ligger vid kubens hörn (tetraeder).

Exempel: CH4 (metan), MnO4^-(permanganatjon)

Trigonal pyramidal geometri

De är molekyler med fyra atomer ordnade vid de fyra hörnpunkterna i en pyramid med en triangulär bas.

Exempel: NH3 (ammoniak), PH3 (fosfin)

Fyrkantig pyramidal geometri

I detta fall är antalet atomer som utgör molekylen sex och fem av dem är ordnade i hörn av en pyramid med en fyrkantig bas, medan den sjätte upptar mitten av fyrkanten av bas.

Exempel: ClF5 (klorpentafluorid)

Innan du kan använda RPECV-metoden det är nödvändigt att veta vad det är Lewis-struktur av molekylen och för detta måste du först veta vad elektronisk konfigurationfrån Valencia-lagret av de olika atomer som utgör molekylen.

Innan du kan bestämma geometrin hos en molekyl är det därför nödvändigt att utföra några tidigare steg:

• TILL. Skaffa elektronkonfigurationerna av de olika atomer som utgör molekylen.
• B. Bestäm antalet valensskalelektroner av var och en av atomerna. Elektronerna i valensskalet är de elektroner som atomen kan använda för att bilda bindningar.
• C. Minska Lewis-strukturen med hänsyn till hur många elektroner varje atom har i sitt valensskal.

Bild: Bildspelare

I Lewis strukturer var och en av de bundna atomerna måste uppfylla oktettregel. När en atom uppfyller oktettregeln, omges den av fyra par elektroner som kan vara elektroner som ingår i en bindning (bindande elektronpar) eller elektronpar som inte deltar i bindningsbildning (elektronpar inte bindande).

Som vi kommer att se, när en molekylers Lewis-struktur har bestämts, härled den geometri med hjälp av repulsionsmodellen för valensskalelektronpar är mycket lätt.

Enligt denna representationsmodell är liganderna (X) och de icke-bindande elektronparen (E) ordnade runt den centrala atomen (A), så att avståndet mellan dem är maximalt. Summan av ligander och icke-bindande elektronpar (X + E) bestämmer typen av geometri hos molekylen.

X + E = 2

Linjär geometri

AX2: Molekyl bildad av två ligandatomer bundna till en central atom

Exempel: berylliumhydrid (BeH2).

X + E = 3

Triangulärt plangeometri (liksidig triangel)

AX3: Molekyl som består av tre atomer fästa vid en central atom

Exempel: Vissa klorider såsom bor eller aluminium (BCl3, AlCl3)

Vinkelgeometri (120º vinkel)

AX2E: Molekyl med en central atom fäst vid två ligander och ett icke-bindande elektronpar.

Exempel: Tenn (II) klorid (Sn2Cl)

X + E = 4

Tetrahedral geometri

AX4: Molekyler med en central atom med fyra ligander ordnade i bindningar så att liganderna är de har i hörn av motsatta diagonaler en kub vars centrum är själva centrala atomen.

Exempel: Molekyler som metan (CH4), kiselklorid (SiCl4) eller koltetraklorid (CCl4) presenterar denna geometri.

Trigonal pyramidgeometri

AX3E: Molekyler med 3 ligander och 1 ensamt elektronpar där atomerna i de tre liganderna är ordnade att bildas basen av en pyramid med en triangulär bas i vilken den centrala atomen befinner sig i ovans topp pyramid

Exempel: en av molekylerna som har denna geometri är ammoniak (NH3).

Vinkelgeometri (109º vinkel)

AX2E2: De två liganderna och den centrala atomen är ordnade och bildar en vinkel på 109º

Exempel: Vatten (H2O) är en av molekylerna som har denna geometri.

Glinjär eometri

AX3: Eftersom det bara finns en ligand fäst vid den centrala atomen är geometrin linjär.

Exempel: vätefluorid eller fluorvätesyra (HF).

X + E = 5

Trigonal bipyramidal geometri

AX5: Molekylen har geometrin av två motstående pyramider, med en triangulär bas som är gemensam för båda. Den centrala atomen är ordnad i mitten och liganderna är belägna i topparna.

Exempel: fosforpentaklorid (PCl5)

Dyshenoidal geometri

AX4E: I denna typ av geometri får atomerna ett arrangemang som liknar strukturen hos en gungbräda.

Exempel: Tetra-svavelfluorid (SF4).

T-geometri

AX3E2: Molekyler är formade som bokstaven T, med liganderna i bokstavens ändar och den centrala atomen vid den punkt där de två linjerna som bildar den möts.

Exempel: klortrifluorid (ClF3)

Linjär geometri

AX2E3: I detta fall är de tre atomerna i molekylen anordnade i linje med den centrala atomen i ett mellanläge.

Exempel: Xenondifluorid (F2Xe)

X + E = 6

Oktahedral geometri

AX6: Denna typ av molekyl har en struktur som liknar en oktaeder där den centrala atomen skulle uppta mitten av den geometriska figuren och de sex liganderna var och en av dess hörn.

Exempel: Svavelhexafluorid (SF6)

Fyrkantig baspyramid

AX5E: I detta fall bildar atomerna en figur där den centrala atomen upptar basens centrum och liganderna de fem hörnpunkterna i figuren.

Exempel: Brompentafluorid (BrF5)

Plan fyrkantig geometri

AX4E2: Atomerna får ett kvadratformat arrangemang, där den centrala atomen upptar figurens centrum och liganderna var och en av dess hörn.

Exempel: Xenontetrafluoridjon (XeF4)

Om du vill läsa fler artiklar som liknar Molekylär geometri: definition och exempelrekommenderar vi att du anger vår kategori av Atomen.

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