Elektronigeometria ja molekyyligeometria ovat elektronien tai atomien järjestelyä keskiatomin ympärillä kolmiulotteisessa tilassa. Tämä antaa molekyylille tietyn muodon ja tietyt sidekulmat.
Ovatko elektronigeometrian ja molekyyligeometrian määritelmät samat?
Molekyyligeometrian määrittely kemiassa on atomien järjestely suhteessa keskiatomiin kolmiulotteisessa tilassa.
Elektronigeometria on elektroniryhmien järjestely. Jos molekyylissä on yksinäisiä elektronipareja, elektroneja, jotka eivät ole sitoutuneet muihin atomiin, tämä muuttaa molekyyligeometriaa, ei elektronigeometriaa.
Jos kaikki elektroniryhmät ovat sitoutuneet ilman erillisiä pareja, elektronien geometria ja molekyyligeometria ovat samat.
VSEPR ja geometria
Valance-shell-elektronien hylkääminen (VSEPR) on a teoria joka ehdottaa molekyylin geometriaa perustuen elektroniparien välisen hylkimisen minimointiin. Tämä malli on hyödyllinen useimmille yhdisteille, joilla on keskiatomi.
Elektronit, riippumatta siitä, ovatko ne sidoksissa vai yksinäisissä pareittain, hylkäävät toisiaan, ja ne järjestyvät keskiatomin ympärille tavalla, joka minimoi tämän hylkäämisen ja maksimoi niiden välisen etäisyyden.
Yksinäiset elektroniparit hylkivät voimakkaammin kuin sitoutuneet, ja tämä muuttaa sidekulmia molekyyligeometriassa, mikä tekee kulmista hieman pienempiä.
Elektronigeometria
Elektronigeometria määritetään elektroniryhmittäin:
- 2 elektroniryhmää, lineaarinen
- 3 elektroniryhmää, trigonaalitasoinen
- 4 elektroniryhmää, tetraedraalinen
- 5 elektroniryhmää, trigonaalibipyramidaalinen
- 6 elektroniryhmää, oktaedrinen
Lineaarinen elektronigeometria ja molekyyligeometria
Lineaarinen geometria sisältää keskiatomin, jossa on kaksi sitoutumiselektroniparia kulmassa 180 astetta (suora viiva). Tämä on ainoa mahdollinen muoto lineaariselle geometrialle; elektronigeometria ja molekyyligeometria ovat samat.
Trigonaalinen tasomainen elektronigeometria
Trigonaalinen tasomainen elektronigeometria on keskeinen atomi, jossa on kolme sitoutumiselektroniparia kohdassa 120 asteen kulmat toisiinsa järjestettyinä tasoon tai "litteään".
Vain trigonaalitasolla on sama elektronigeometria ja molekyyligeometria:
- trigonaalinen tasomainen: kaikki kolme sitoutuvien elektronien paria ovat sitoutuneet atomiin
- taipunut: kaksi atomia sitoutunut, yksi yksinäinen elektronipari (Tässä molekyyligeometria eroaa elektronigeometriasta, ja kuten edellä todettiin, sidekulma on hieman alle 120 astetta.)
Tetraedrinen elektronigeometria
Tetraedrinen elektronigeometria on keskeinen atomi, jota ympäröi neljä sidoselektroniparia kulmassa 109,5 astetta muodostaen muodon, joka muistuttaa tetraedonia.
Vain tetraedrimuodolla on sama elektronigeometria ja molekyyligeometria:
- tetraedrinen: kaikki neljä sitoutuvien elektronien paria ovat sitoutuneet atomiin
- trigonaalinen pyramidaali: kolme atomia sitoutunut, yksi yksinäinen elektronipari
- taipunut: kaksi atomia sitoutunut, kaksi yksinäistä elektroniparia
Trigonaalinen bipyramidaalinen elektronigeometria
Trigonaalinen bipyramidaali on keskeinen atomi, jossa on viisi paria sitoutuvia elektronipareja.
Geometrinen nimi tulee kolmen parin muodosta tasossa 120 asteen kulmat (trigonaalinen tasomainen geometria) ja loput kaksi paria kohdassa 90 asteen kulmat koneeseen. Muoto muistuttaa kahta pyramidia, joihin on kiinnitetty kolmiomainen pohja.
On tärkeää huomata, että yksinäiset elektroniparit täyttävät geometrian trigonaalisen tasomaisen osan ensin. Vain trigonaalisella bipyramidaalisella muodolla on sama elektronigeometria ja molekyyligeometria:
- trigonaalinen bipyramidaalinen: kaikki viisi sitoutumiselektroniparia on sitoutunut atomiin
- kiikkua: neljä atomia sidottu, yksi yksinäinen elektronipari
- t-muotoinen: kolme atomia sitoutunut, kaksi yksinäistä elektroniparia
- lineaarinen: kaksi sitoutunutta atomia (sijaitsevat vastakkain), kolme yksinäistä elektroniparia
Oktaedrinen elektronigeometria
Oktaedrinen elektronigeometria on keskeinen atomi, jossa on kuusi sitoutumiselektroniparia, jotka kaikki ovat 90 astetta toistensa suhteen. Muoto muistuttaa kahta pyramidia, joissa neliön muotoinen pohja on kiinnitetty toisiinsa.
Vain oktaedrimuodolla on sekä elektronigeometria että molekyyligeometria sama. Huomaa, että tässä geometrisessä muodossa ei ole muita yhdistelmiä kuin alla luetellut:
- oktaedrinen: kaikki kuusi sidoselektroniparia sitoutuvat atomiin
- neliön muotoinen pyramidaali: viisi atomia sitoutunut, yksi yksinäinen elektronipari
- neliön tasainen: neljä atomia sidottu, kaksi yksinäistä elektroniparia