Kromě svých jedinečných vlastností mají různé molekuly různé geometrie. Spolu s sterické číslo molekuly k určení její geometrické struktury. To je jeden z důvodů, proč pochopit, jaké je sterické číslo molekuly a jak ji vypočítat, je zásadní pro studenty chemie a kohokoli, kdo chce zkoumat molekulární geometrii.
Proces hledání sterického čísla je docela přímočarý, pokud můžete spočítat molekulární vazby a použít Lewisovu strukturu molekuly k nalezení osamocených elektronových párů.
Co je to sterické číslo?
Sterické číslo molekuly je počet dalších atomů vázaných k centrálnímu atomu molekuly plus počet osamocených párů elektronů k němu připojených.
To se používá k určení molekulární geometrie protože elektrony v párech se navzájem odpuzují, ať už jde o vazebné elektrony nebo o volné páry, které nejsou vázány na konkrétní atom. Protože se umisťují tak, aby bylo dosaženo maximálního oddělení, relativně jednoduchá míra sterického čísla vám řekne celkový tvar molekuly.
Pro molekulu se sterickým číslem 2 bude existovat lineární struktura a pro sterické číslo 3 bude trigonální planární struktura. Stejným způsobem pokračuje sterické číslo 4 k čtyřboké struktuře, 5 dává trigonální bipyramidovou strukturu a sterické číslo 6 vede k oktaedrické struktuře.
Vzorec stereického čísla
Vzorec sterického čísla lze zapsat přímo na základě výše uvedené definice, například:
Sterické číslo = (počet atomů navázaných na centrální atom) + (počet osamocených párů elektronů na centrálním atomu)
Výpočet při výpočtu sterického čísla je tedy menší než skutečný výpočet a více při pohledu na strukturu molekuly z hlediska vazebných elektronů a nalezení dvou čísel, která jste potřeba. To je docela snadné, pokud se podíváte na Lewisovu strukturu molekuly a pochopíte, jak najít osamocený elektronový pár.
Lewisova struktura a osamělé páry
Lewisova struktura molekuly je obecně reprezentací elektronů ve valenčním obalu pro atomy v molekule představované tečkami obklopujícími atomy, které jsou znázorněny jejich standardními symboly (např. O pro kyslík, C pro uhlík, H pro vodík a Cl pro chlór).
Nejprve nakreslete atomy a jejich vazby podle molekulárního vzorce nebo podle toho, co už o molekule víte. Například voda (H2O) je reprezentován centrálním atomem O, přičemž dva atomy H jsou spojeny jednoduchou vazbou (individuální přímka) na obou jeho stranách.
Vyplňte zbývající elektrony ve valenčním plášti (tj. Ty, které jsou k dispozici pro vazbu, které v současné době nejsou součástí vazby). U kyslíku existuje šest valenčních elektronů a dva z nich jsou zapojeny do vazeb s atomy vodíku, přičemž čtyři valenční elektrony zůstávají vyplněny. Nakreslete dva páry teček kolem symbolu O a dokončete diagram.
Osamělé páry kyslíku jsou tyto dva páry elektronů, které se nepodílejí na molekulární vazbě. Jiné situace samozřejmě vedou k různým typům Lewisových struktur a v určitých případech budete muset přemýšlet trochu víc.
Elektrony například netvoří páry, pokud mimo pár nejsou k dispozici žádné „mezery“, např. v uhlíku jsou čtyři valenční elektrony, ale s celkem 8 dostupnými skvrnami nemusí elektrony vytvářet páry, aby se vešly do pláště, a tak ne.
Výpočet sterického čísla
Použití vzorce sterického čísla je snadné, jakmile nakreslíte Lewisovu strukturu pro danou molekulu. Podívejte se na centrální atom a spočítejte každou z vazeb (i když jde o dvojnou nebo trojnou vazbu), které jsou k ní připojeny, jako jednu. Pak se podívejte na tečky obklopující atom: jsou nějaké páry, které nejsou zapojeny do vazby? Pokud ano, přidejte k součtu pro každý příklad jednu.
Pro H2O, centrální atom kyslíku je navázán na dva atomy vodíku a kolem něj zůstávají dva páry elektronů. To lze vložit do vzorce sterického čísla a najít výsledek:
\ begin {aligned} \ text {Steric number} & = \ text {(počet atomů vázaných na centrální atom)} + \ text {(počet osamocených párů elektronů na centrálním atomu)} \\ & = 2 + 2 \\ & = 4 \ end {zarovnáno}
A tak má voda čtyřstěnnou strukturu, i když část této struktury se skládá z osamělých párů elektronů.
