Η γεωμετρία ηλεκτρονίων και η μοριακή γεωμετρία είναι η διάταξη ηλεκτρονίων ή ατόμων γύρω από ένα κεντρικό άτομο σε τρισδιάστατο χώρο. Αυτό δίνει ένα μόριο ένα συγκεκριμένο σχήμα και ορισμένες γωνίες δεσμών.
Είναι οι ορισμοί της ηλεκτρονικής γεωμετρίας και της μοριακής γεωμετρίας οι ίδιοι;
Ο ορισμός της μοριακής γεωμετρίας στη χημεία είναι η διάταξη των ατόμων σε σχέση με ένα κεντρικό άτομο στον τρισδιάστατο χώρο.
Η γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι η διάταξη των ομάδων ηλεκτρονίων. Εάν τα μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων, ηλεκτρόνια που δεν συνδέονται με άλλα άτομα, βρίσκονται στο μόριο, αυτό θα αλλάξει τη μοριακή γεωμετρία και όχι τη γεωμετρία ηλεκτρονίων.
Εάν όλες οι ομάδες ηλεκτρονίων είναι συνδεδεμένες, χωρίς μόνα ζεύγη, τότε η γεωμετρία ηλεκτρονίων και η μοριακή γεωμετρία είναι τα ίδια.
VSEPR και Γεωμετρία
Η απώλεια ηλεκτρονίων με κέλυφος Valance (VSEPR) είναι α θεωρία που προτείνει τη γεωμετρία ενός μορίου που βασίζεται στην ελαχιστοποίηση της απώθησης μεταξύ ζευγών ηλεκτρονίων. Αυτό το μοντέλο είναι χρήσιμο για τις περισσότερες ενώσεις με κεντρικό άτομο.
Τα ηλεκτρόνια, είτε συνδεδεμένα είτε σε μοναχικά ζεύγη, θα απωθούν το ένα το άλλο, και τακτοποιούν γύρω από ένα κεντρικό άτομο με τρόπο που ελαχιστοποιεί αυτήν την απώθηση και μεγιστοποιεί την απόσταση μεταξύ τους.
Μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων θα απωθούν ισχυρότερα από τα συνδεδεμένα, και αυτό θα αλλάξει τις γωνίες δεσμού στη μοριακή γεωμετρία, κάνοντας τις γωνίες ελαφρώς μικρότερες.
Γεωμετρία ηλεκτρονίων
Η γεωμετρία ηλεκτρονίων καθορίζεται από την ομάδα ηλεκτρονίων:
- 2 ομάδες ηλεκτρονίων, γραμμικά
- 3 ομάδες ηλεκτρονίων, τριγωνικό-επίπεδο
- 4 ομάδες ηλεκτρονίων, τετραεδρικός
- 5 ομάδες ηλεκτρονίων, τριγωνικό-διπυραμιδικό
- 6 ομάδες ηλεκτρονίων, οκταεδρικός
Γραμμική γεωμετρία ηλεκτρονίων και μοριακή γεωμετρία
Η γραμμική γεωμετρία περιλαμβάνει ένα κεντρικό άτομο με δύο ζεύγη ηλεκτρονίων συγκόλλησης υπό γωνία 180 μοίρες (ευθεία γραμμή). Αυτό είναι το μόνο δυνατό σχήμα για μια γραμμική γεωμετρία. η γεωμετρία ηλεκτρονίων και η μοριακή γεωμετρία είναι τα ίδια.
Τριγωνική επίπεδη γεωμετρία ηλεκτρονίων
Η τριγωνική επίπεδη γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι ένα κεντρικό άτομο με τρία ζεύγη ηλεκτρονίων σύνδεσης Γωνίες 120 μοιρών ο ένας στον άλλο τοποθετημένο σε επίπεδο ή "επίπεδο".
Μόνο το τριγωνικό επίπεδο έχει την ίδια γεωμετρία ηλεκτρονίων και μοριακή γεωμετρία:
- τριγωνικό επίπεδο: και τα τρία ζεύγη των ηλεκτρονίων σύνδεσης συνδέονται με άτομα
- λυγισμένο: δύο άτομα συνδεδεμένα, ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων (Εδώ, η μοριακή γεωμετρία διαφέρει από τη γεωμετρία ηλεκτρονίων και, όπως αναφέρεται παραπάνω, η γωνία δεσμού είναι ελαφρώς μικρότερη από 120 μοίρες.)
Γεωμετρία τετραεδρικών ηλεκτρονίων
Η γεωμετρία τετραεδρικών ηλεκτρονίων είναι ένα κεντρικό άτομο που περιβάλλεται από τέσσερα ζεύγη ηλεκτρονίων σύνδεσης σε γωνίες 109,5 μοίρες το ένα από το άλλο, σχηματίζοντας ένα σχήμα που μοιάζει με ένα τετράεδρο.
Μόνο το τετραεδρικό σχήμα έχει την ίδια γεωμετρία ηλεκτρονίων και μοριακή γεωμετρία:
- τετραεδρικός: και τα τέσσερα ζεύγη των ηλεκτρονίων σύνδεσης συνδέονται με άτομα
- τριγωνική πυραμίδα: τρία άτομα συνδέονται, ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων
- λυγισμένο: δύο άτομα συνδεδεμένα, δύο μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων
Τριγωνική Διπυραμιδική Γεωμετρία Ηλεκτρονίων
Το τριγωνικό διπυραμιδικό είναι ένα κεντρικό άτομο με πέντε ζεύγη δεσμών ηλεκτρονίων.
Το γεωμετρικό όνομα προέρχεται από το σχήμα τριών ζευγαριών σε ένα επίπεδο στο Γωνίες 120 μοιρών (η τριγωνική επίπεδη γεωμετρία) και τα υπόλοιπα δύο ζεύγη στο Γωνίες 90 μοιρών στο αεροπλάνο. Το σχήμα μοιάζει με δύο πυραμίδες με μια τριγωνική βάση συνδεδεμένη μεταξύ τους.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι τα μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων θα γεμίσουν πρώτα το τριγωνικό επίπεδο τμήμα της γεωμετρίας. Μόνο το τριγωνικό διπυραμιδικό σχήμα έχει την ίδια γεωμετρία ηλεκτρονίων και μοριακή γεωμετρία:
- τριγωνικό διπυραμιδικό: και τα πέντε ζεύγη ηλεκτρονίων σύνδεσης συνδέονται με άτομα
- τραμπάλα: τέσσερα άτομα συνδεδεμένα, ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων
- σε σχήμα t: τρία άτομα συνδεδεμένα, δύο μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων
- γραμμικό: δύο άτομα συνδεδεμένα (τοποθετημένα το ένα απέναντι στο άλλο), τρία μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων
Γεωμετρία οκταεδρικών ηλεκτρονίων
Η γεωμετρία οκταεδρικών ηλεκτρονίων είναι ένα κεντρικό άτομο με έξι ζεύγη ηλεκτρονίων σύνδεσης, τα οποία βρίσκονται σε 90 μοίρες το ένα με το άλλο. Το σχήμα μοιάζει με δύο πυραμίδες με μια τετράγωνη βάση συνδεδεμένη μεταξύ τους.
Μόνο το οκταεδρικό σχήμα έχει τόσο τη γεωμετρία ηλεκτρονίων όσο και τη μοριακή γεωμετρία το ίδιο. Σημειώστε ότι δεν υπάρχουν άλλοι συνδυασμοί σε αυτό το γεωμετρικό σχήμα από αυτούς που αναφέρονται παρακάτω:
- οκταεδρικός: και τα έξι ζεύγη ηλεκτρονίων σύνδεσης συνδέονται με άτομα
- τετραγωνική πυραμίδα: πέντε άτομα συνδεδεμένα, ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων
- τετράγωνο επίπεδο: τέσσερα άτομα συνδεδεμένα, δύο μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων