Elektronengeometrie und Molekülgeometrie sind die Anordnung von Elektronen oder Atomen um ein Zentralatom im dreidimensionalen Raum. Dadurch erhält ein Molekül eine bestimmte Form und bestimmte Bindungswinkel.
Sind die Definitionen von Elektronengeometrie und Molekülgeometrie gleich?
Die molekulare Geometriedefinition in der Chemie ist die Anordnung von Atomen in Bezug auf ein Zentralatom im dreidimensionalen Raum.
Elektronengeometrie ist die Anordnung von Elektronengruppen. Wenn sich im Molekül einsame Elektronenpaare befinden, also Elektronen, die nicht an andere Atome gebunden sind, ändert dies die Molekülgeometrie, nicht die Elektronengeometrie.
Wenn alle Elektronengruppen ohne freie Elektronenpaare gebunden sind, dann sind die Elektronengeometrie und die Molekülgeometrie gleich.
VSEPR und Geometrie
Valance-Shell-Elektronenabstoßung (VSEPR) ist a Theorie die die Geometrie eines Moleküls auf der Grundlage der Minimierung der Abstoßung zwischen Elektronenpaaren vorschlägt. Dieses Modell ist für die meisten Verbindungen mit einem Zentralatom nützlich.
Elektronen, ob gebunden oder in einsamen Paaren, stoßen sich gegenseitig ab und ordnen sich so um ein Zentralatom an, dass diese Abstoßung minimiert und der Abstand zwischen ihnen maximiert wird.
Einsame Elektronenpaare werden stärker abgestoßen als gebundene, und dies ändert die Bindungswinkel in der Molekülgeometrie, wodurch die Winkel etwas kleiner werden.
Elektronengeometrie
Die Elektronengeometrie wird durch die Elektronengruppe bestimmt:
- 2 Elektronengruppen, linear
- 3 Elektronengruppen, trigonal-planar
- 4 Elektronengruppen, tetraedrisch
- 5 Elektronengruppen, trigonal-bipyramidal
- 6 Elektronengruppen, oktaedrisch
Lineare Elektronengeometrie und Molekulargeometrie
Lineare Geometrie beinhaltet ein Zentralatom mit zwei Paaren von Bindungselektronen unter einem Winkel von 180 Grad (eine gerade Linie). Dies ist die einzig mögliche Form für eine lineare Geometrie; die Elektronengeometrie und die Molekülgeometrie sind gleich.
Trigonale planare Elektronengeometrie
Trigonal-planare Elektronengeometrie ist ein Zentralatom mit drei Paaren von Bindungselektronen an 120-Grad-Winkel zueinander in einer Ebene oder "flach" angeordnet.
Nur das trigonale Planar hat die gleiche Elektronen- und Molekülgeometrie:
- trigonal planar: alle drei Paare von Bindungselektronen sind an Atome gebunden
- gebogen: zwei Atome verbunden, ein einsames Elektronenpaar (Hier unterscheidet sich die Molekülgeometrie von der Elektronengeometrie, und der Bindungswinkel beträgt, wie oben erwähnt, etwas weniger als 120 Grad.)
Tetraedrische Elektronengeometrie
Die tetraedrische Elektronengeometrie ist ein Zentralatom, das von vier Paaren bindender Elektronen in Winkeln von. umgeben ist 109,5 Grad voneinander und bilden eine Form, die einem Tetraeder ähnelt.
Nur die tetraedrische Form hat die gleiche Elektronengeometrie und Molekülgeometrie:
- tetraedrisch: alle vier Bindungselektronenpaare sind an Atome gebunden
- trigonal pyramidal: drei Atome gebunden, ein einsames Elektronenpaar
- gebogen: zwei Atome gebunden, zwei einsame Elektronenpaare
Trigonale bipyramidale Elektronengeometrie
Trigonal bipyramidal ist ein Zentralatom mit fünf Paaren bindender Elektronenpaare.
Der geometrische Name kommt von der Form von drei Paaren in einer Ebene bei 120-Grad-Winkel (die trigonal-planare Geometrie) und die verbleibenden zwei Paare bei 90-Grad-Winkel zum Flugzeug. Die Form ähnelt zwei Pyramiden mit einer dreieckigen Basis, die aneinander befestigt sind.
Es ist wichtig zu beachten, dass die einsamen Elektronenpaare zuerst den trigonal-planaren Teil der Geometrie füllen. Nur die trigonal-bipyramidale Form hat die gleiche Elektronen- und Molekülgeometrie:
- trigonal bipyramidal: alle fünf Paare von Bindungselektronen sind an Atome gebunden
- Wippe: vier Atome gebunden, ein einsames Elektronenpaar
- t-förmig: drei Atome gebunden, zwei einsame Elektronenpaare
- linear: zwei Atome verbunden (gegenüber angeordnet), drei einsame Elektronenpaare
Oktaedrische Elektronengeometrie
Oktaedrische Elektronengeometrie ist ein Zentralatom mit sechs Paaren von Bindungselektronen, die alle um 90 Grad zueinander stehen. Die Form ähnelt zwei Pyramiden mit einer quadratischen Grundfläche, die aneinander befestigt sind.
Nur die oktaedrische Form weist sowohl die Elektronengeometrie als auch die Molekülgeometrie auf. Beachten Sie, dass es innerhalb dieser geometrischen Form keine anderen Kombinationen als die unten aufgeführten gibt:
- Oktaeder: Alle sechs Paare von Bindungselektronen sind an Atome gebunden
- quadratisch pyramidal: fünf gebundene Atome, ein einsames Elektronenpaar
- quadratisch planar: vier Atome gebunden, zwei einsame Elektronenpaare