Jaký je rozdíl mezi elektronickou geometrií a molekulárním tvarem?

Elektronová geometrie a molekulární geometrie jsou uspořádání elektronů nebo atomů kolem centrálního atomu v trojrozměrném prostoru. To dává molekule určitý tvar a určité úhly vazby.

Definice molekulární geometrie v chemii je uspořádání atomů ve vztahu k centrálnímu atomu v trojrozměrném prostoru.

Elektronová geometrie je uspořádání elektronových skupin. Pokud se v molekule nacházejí osamocené páry elektronů, elektrony, které nejsou vázány na jiné atomy, změní se tím molekulární geometrie, nikoli elektronová.

Pokud jsou všechny elektronové skupiny vázány, bez osamocených párů, pak jsou elektronová geometrie a molekulární geometrie stejné.

Valance-shell elektronový odpor (VSEPR) je a teorie který navrhuje geometrii molekuly na základě minimalizace odporu mezi elektronovými páry. Tento model je užitečný pro většinu sloučenin s centrálním atomem.

Elektrony, ať už spojené nebo v osamělých párech, se budou navzájem odpuzovat a uspořádají se kolem centrálního atomu způsobem, který minimalizuje toto odpuzování a maximalizuje vzdálenost mezi nimi.

Osamělé páry elektronů budou odpuzovat silnější než vázané, což změní vazebné úhly v molekulární geometrii, čímž se úhly mírně zmenší.

Geometrie elektronu je určena elektronovou skupinou:

• 2 elektronové skupiny, lineární
• 3 elektronové skupiny, trigonálně-planární
• 4 elektronové skupiny, čtyřboká
• 5 elektronových skupin, trigonálně-bipyramidové
• 6 elektronových skupin, osmistěn

Lineární geometrie zahrnuje centrální atom se dvěma páry vazebných elektronů pod úhlem 180 stupňů (přímka). Toto je jediný možný tvar pro lineární geometrii; elektronová geometrie a molekulární geometrie jsou stejné.

Trigonální planární elektronová geometrie je centrální atom se třemi páry vazebných elektronů na 120 stupňů navzájem uspořádány v rovině nebo „plochě“.

Pouze trigonální planární má stejnou elektronovou geometrii a molekulární geometrii:

• trigonální planární: všechny tři páry vazebných elektronů jsou vázány na atomy
  
• ohnuté: dva atomy vázané, jeden volný pár elektronů (zde se molekulární geometrie liší od geometrie elektronů a, jak je uvedeno výše, úhel vazby je o něco menší než 120 stupňů.)

Tetrahedrální elektronová geometrie je centrální atom obklopený čtyřmi páry vazebných elektronů v úhlech 109,5 stupňů od sebe navzájem, tvořící tvar, který připomíná čtyřstěn.

Pouze čtyřboký tvar má stejnou elektronovou geometrii a molekulární geometrii:

• čtyřboká: všechny čtyři páry vazebných elektronů jsou vázány na atomy
• trigonální pyramidální: vázané tři atomy, jeden volný pár elektronů
• ohnuté: dva atomy vázané, dva osamocené páry elektronů

Trigonální bipyramid je centrální atom s pěti páry vazebných elektronových párů.

Geometrický název pochází z tvaru tří párů v rovině v 120 stupňů (trigonální planární geometrie) a zbývající dva páry na Úhly 90 stupňů do letadla. Tvar připomíná dvě pyramidy s trojúhelníkovou základnou připojenou k sobě.

Je důležité si uvědomit, že osamocené elektronové páry nejprve naplní trigonální rovinnou část geometrie. Pouze trigonální bipyramidový tvar má stejnou elektronovou geometrii a molekulární geometrii:

• trigonální bipyramidální: všech pět párů vazebných elektronů je vázáno na atomy
• houpačka: čtyři atomy vázané, jeden osamocený pár elektronů
• ve tvaru t: tři vázané atomy, dva volné páry elektronů
• lineární: dva atomy vázané (umístěné naproti sobě), tři osamocené páry elektronů

Oktaedrická elektronová geometrie je centrální atom se šesti páry vazebných elektronů, které jsou navzájem v úhlu 90 stupňů. Tvar připomíná dvě pyramidy se čtvercovou základnou připojenou k sobě.

Pouze oktaedrický tvar má elektronovou i molekulární geometrii stejnou. Všimněte si, že v tomto geometrickém tvaru nejsou jiné kombinace než ty, které jsou uvedeny níže:

• oktaedrický: všech šest párů vazebných elektronů je vázáno na atomy
• čtvercový pyramidální: pět atomů vázaných, jeden volný pár elektronů
• čtvercový rovinný: čtyři atomy vázané, dva osamocené páry elektronů