МОЛЕКУЛЯРНА геометрія: визначення та приклади

об'ємна форма в якому розташовані атоми, що складають молекулу, відоме під назвою молекулярна геометрія або молекулярна структура.

Вивести геометрію цих молекул можна з теоретичної моделі: модель відштовхування пар електронів у валентній оболонці (RPECV). Ця модель особливо корисна для представлення геометрії молекул, складених з малих атомів і пов'язаних між собою ковалентними зв'язками (обмін електронами).

У цьому уроці від ВЧИТЕЛЯ ми відкриємо для себе визначення молекулярної геометрії та приклади Таким чином, ви можете дізнатися, з чого складається модель RPECV, як можна визначити геометрію молекул цим методом та деякі приклади.

Індекс

1. Визначення молекулярної геометрії
2. Приклади молекулярної геометрії
3. Знати структуру молекули Льюїса
4. Модель відштовхування електронної пари валентної оболонки (RPECV)

Молекулярна геометрія або молекулярна структура є шлях атомів знайшов молекулу розташовані в просторі.

Ця тривимірна структура (молекулярна геометрія) постає

Геометрія молекул дуже важлива оскільки це визначає фізико-хімічні характеристики речовини. Наприклад: молекули H2O мають кутову геометрію, яку задають зв’язки, що її утворюють. Прийняття цієї кутової геометрії робить молекулу води електричним диполем і має виняткові властивості. Завдяки своїй геометрії вода є рідиною кімнатної температури, вона здатна розчиняти багато речовин тощо.

Очевидно, що з огляду на розмір молекул, їх геометрію неможливо спостерігати безпосередньо, і вона повинна бути виведена непрямими методами. Крім того, необхідно представити ці геометрії за допомогою теоретичних моделей.

Саме ці теоретичні моделі дозволяють визначити, якою є геометрія молекули за її молекулярною формулою.

Як ми бачили в попередньому розділі, атоми, що складають молекулу, можуть набувати різного просторового розташування (геометрії). У цьому розділі ми побачимо кілька прикладів молекулярної геометрії.

Двовимірна геометрія

У деяких випадках молекули набувають плоских або двовимірних геометрій, тобто це структури, які мають лише два виміри і займають поверхню (вони не мають об’єму).

Лінійна геометрія

Це найпростіша геометрія, мова йде про молекули, атоми яких об’єднані, утворюючи пряму лінію. Всі молекули, що складаються з двох атомів, є лінійними, але ця геометрія зустрічається і в молекулах, що складаються з трьох атомів.

Приклади лінійних молекул:
Утворений двома атомами: усі двохатомні гази, такі як O2, H2.

Складається з трьох атомів: CO2 (вуглекислий газ).

Кутова геометрія

Вони являють собою молекули, що складаються з трьох атомів, які об’єднуються під кутом. Амплітуда утвореного кута може бути різною, залежно від типу атомів, що його утворюють. Амплітуди кутів, утворених кутовими молекулами, мають значення від 90º до 120º.

Приклади: H2O, SO2 (діоксид сірки), SnCl2 (дихлорид олова)

Трикутна геометрія

Вони являють собою молекули, що складаються з чотирьох атомів, причому один атом розташований у центрі уявного трикутника, а інші три атоми, що залишилися, розташовані в кожній з вершин цього трикутника.

Приклади: SO3 (триоксид сірки), NO3^- (нітрат-іон)

Квадратна геометрія

Молекули з такою геометрією мають 5 атомів. Одна розташована в центрі квадрата, а інша 4 у кожній з вершин фігури.

Приклади: XeF4 (трифторид ксенону)

Тривимірна геометрія

Вони мають три виміри, тобто мають об’єм. Геометрія 3D-молекул дуже різноманітна, тут ми побачимо лише кілька прикладів.

Тетраедрична геометрія

Ця геометрія представлена ​​деякими молекулами, утвореними п’ятьма атомами, в ній знаходиться атом центр уявного куба та чотири атоми, що залишилися, розташовані у вершинах куба (тетраедр).

Приклад: CH4 (метан), MnO4^-(іон перманганату)

Тригональна пірамідальна геометрія

Вони являють собою молекули з чотирма атомами, розташованими у чотирьох вершинах піраміди з трикутною основою.

Приклад: NH3 (аміак), PH3 (фосфін)

Чотирикутна пірамідальна геометрія

У цьому випадку кількість атомів, що складають молекулу, становить шість, і п’ять з них розташовані в вершини піраміди з квадратною основою, тоді як шоста займає центр квадрата база.

Приклад: ClF5 (пентафторид хлору)

Перш ніж ви зможете використовувати Метод RPECV необхідно знати, що це таке Структура Льюїса молекули, і для цього спочатку потрібно знати, що таке електронна конфігураціяз шару Валенсії різних атомів, з яких складається молекула.

Тому, перш ніж мати можливість визначити геометрію молекули, необхідно виконати кілька попередніх етапів:

• ДО. Отримайте електронні конфігурації різних атомів, з яких складається молекула.
• Б. Визначте кількість валентних електронів оболонки кожного з атомів. Електрони у валентній оболонці - це електрони, які атом може використовувати для утворення зв’язків.
• C. Виведіть структуру Льюїса враховуючи, скільки електронів має кожен атом у своїй валентній оболонці.

Зображення: Slideplayer

В Структури Льюїса кожен з пов'язаних атомів, повинен відповідати правило октету. Коли атом виконує правило октету, його оточують чотири пари електронів, які можуть бути електронами, що входять до складу зв'язок (зв'язуючі електронні пари) або електронні пари, які не беруть участі у формуванні зв'язків (електронні пари не беруть участі прив'язка).

Як ми побачимо, як тільки структура молекули Льюїса визначена, виведіть її геометрія з використанням моделі відштовхування валентної оболонки електронних пар дуже легко.

Згідно з цією моделлю представлення, ліганди (X) і не зв’язані електронні пари (E) розташовані навколо центрального атома (A), так що відстань між ними є максимальною. Сума лігандів і незв’язаних електронних пар (X + E) визначає тип геометрії молекули.

X + E = 2

Лінійна геометрія

AX2: Молекула, утворена двома атомами лігандів, приєднаними до центрального атома

Приклад: гідрид берилію (BeH2).

X + E = 3

Геометрія трикутної площини (рівносторонній трикутник)

AX3: Молекула, що складається з трьох атомів, приєднаних до центрального атома

Приклади: Деякі хлориди, такі як бор або алюміній (BCl3, AlCl3)

Кутова геометрія (кут 120 °)

AX2E: Молекула з центральним атомом, приєднаним до двох лігандів, і незв’язаної електронної пари

Приклади: хлорид олова (II) (Sn2Cl)

X + E = 4

Тетраедрична геометрія

AX4: Молекули з центральним атомом з чотирма лігандами, розташованими у зв’язках так, щоб ліганди були вони мають у вершинах протилежних діагоналей куб, центром якого є сам центральний атом.

Приклади: Молекули, такі як метан (CH4), хлорид кремнію (SiCl4) або тетрахлорид вуглецю (CCl4), представляють цю геометрію.

Тригональна геометрія піраміди

AX3E: Молекули з 3 лігандами і 1 одинокою електронною парою, в яких атоми трьох лігандів розташовані так, щоб утворювати основа піраміди з трикутною основою, в якій центральний атом знаходиться у верхній вершині згаданої піраміда

Приклади: однією з молекул, що мають таку геометрію, є аміак (NH3).

Кутова геометрія (кут 109º)

AX2E2: Два ліганди та центральний атом розташовані у формі кута 109º

Приклади: Вода (H2O) - одна з молекул, що мають таку геометрію.

Gлінійна еометрія

AX3: Оскільки до центрального атома приєднаний лише один ліганд, геометрія є лінійною.

Приклад: фтористий водень або плавикова кислота (HF).

X + E = 5

Тригональна біпірамідальна геометрія

AX5: Молекула має геометрію двох протилежних пірамід, із трикутною основою, спільною для обох. Центральний атом розташований у центрі, а ліганди розташовані у вершинах.

Приклад: Пентахлорид фосфору (PCl5)

Дишеноїдальна геометрія

AX4E: У цьому типі геометрії атоми набувають розташування, що нагадує структуру гойдалки на гойдалках.

Приклад: фторид сірки тетра (SF4).

Т геометрія

AX3E2: Молекули мають форму букви Т, ліганди на кінцях букви та центральний атом у точці з’єднання двох ліній, що його утворюють.

Приклад: Трифторид хлору (ClF3)

Лінійна геометрія

AX2E3: У цьому випадку три атоми молекули розташовані на одній лінії з центральним атомом у проміжному положенні.

Приклад: дифторид ксенону (F2Xe)

X + E = 6

Восьмигранна геометрія

AX6: Цей тип молекул має структуру, що нагадує октаедр, в якому центральний атом займав би центр геометричної фігури та шість лігандів у кожній з її вершин.

Приклад: гексафторид сірки (SF6)

Піраміда квадратної основи

AX5E: У цьому випадку атоми утворюють фігуру, в якій центральний атом займає центр основи, а ліганди - п’ять вершин фігури.

Приклад: Пентафторид брому (BrF5)

Площина квадратної геометрії

AX4E2: Атоми набувають квадратної форми, в якій центральний атом займає центр фігури, а ліганди - кожну з її вершин.

Приклад: іон тетрафториду ксенону (XeF4)

Якщо ви хочете прочитати більше статей, подібних до Молекулярна геометрія: визначення та приклади, рекомендуємо ввести нашу категорію Атом.

Alejandrina Gallego Picó, Rosa Mª Garcinuño Martínez, Mª José Morcillo Ortega, Miguel Ángel Vázquez Segura. (2018) Базова хімія. Мадрид: Без розсилки