La géométrie électronique et la géométrie moléculaire sont l'arrangement d'électrons ou d'atomes autour d'un atome central dans un espace tridimensionnel. Cela donne à une molécule une forme particulière et certains angles de liaison.
Les définitions de la géométrie électronique et de la géométrie moléculaire sont-elles les mêmes ?
La définition de la géométrie moléculaire en chimie est l'arrangement des atomes par rapport à un atome central dans l'espace tridimensionnel.
La géométrie des électrons est l'arrangement des groupes d'électrons. Si des paires isolées d'électrons, des électrons non liés à d'autres atomes, sont situées dans la molécule, cela changera la géométrie moléculaire, pas la géométrie des électrons.
Si tous les groupes d'électrons sont liés, sans paires isolées, alors la géométrie électronique et la géométrie moléculaire sont les mêmes.
VSEPR et géométrie
La répulsion électronique de la cantonnière (VSEPR) est une théorie qui propose la géométrie d'une molécule basée sur la minimisation de la répulsion entre paires d'électrons. Ce modèle est utile pour la plupart des composés avec un atome central.
Les électrons, qu'ils soient liés ou en paires isolées, se repousseront, et ils s'arrangent autour d'un atome central d'une manière qui minimise cette répulsion et maximise la distance entre eux.
Les paires isolées d'électrons repousseront plus fort que les paires liées, ce qui modifiera les angles de liaison dans la géométrie moléculaire, rendant les angles légèrement plus petits.
Géométrie électronique
La géométrie des électrons est déterminée par le groupe d'électrons :
- 2 groupes d'électrons, linéaires
- 3 groupes d'électrons, trigonal-planaire
- 4 groupes électroniques, tétraédriques
- 5 groupes électroniques, trigonaux-bipyramidaux
- 6 groupes d'électrons, octaédriques
Géométrie électronique linéaire et géométrie moléculaire
La géométrie linéaire implique un atome central avec deux paires d'électrons de liaison à un angle de 180 degrés (une ligne droite). C'est la seule forme possible pour une géométrie linéaire; la géométrie électronique et la géométrie moléculaire sont les mêmes.
Géométrie trigonale des électrons planaires
La géométrie trigonale des électrons planaires est un atome central avec trois paires d'électrons de liaison à Angles de 120 degrés les uns aux autres disposés dans un plan ou "à plat".
Seul le plan trigonal a la même géométrie électronique et la même géométrie moléculaire :
- plan trigonal: les trois paires d'électrons de liaison sont liées à des atomes
- courbé: deux atomes liés, une seule paire d'électrons (Ici, la géométrie moléculaire diffère de la géométrie des électrons et, comme indiqué ci-dessus, l'angle de liaison est légèrement inférieur à 120 degrés.)
Géométrie des électrons tétraédriques
La géométrie des électrons tétraédriques est un atome central entouré de quatre paires d'électrons de liaison à des angles de 109,5 degrés les uns des autres, formant une forme qui ressemble à un tétraèdre.
Seule la forme tétraédrique a la même géométrie électronique et la même géométrie moléculaire :
- tétraédrique: les quatre paires d'électrons de liaison sont liées à des atomes
- pyramidal trigonal: trois atomes liés, une seule paire d'électrons
- courbé: deux atomes liés, deux paires d'électrons isolées
Géométrie électronique trigonale bipyramidale
La bipyramidale trigonale est un atome central avec cinq paires de paires d'électrons de liaison.
Le nom géométrique vient de la forme de trois paires dans un plan à Angles de 120 degrés (la géométrie plane trigonale) et les deux paires restantes à Angles de 90 degrés à l'avion. La forme ressemble à deux pyramides avec une base triangulaire attachée ensemble.
Il est important de noter que les paires d'électrons isolés rempliront d'abord la partie plane trigonale de la géométrie. Seule la forme trigonale bipyramidale a la même géométrie électronique et la même géométrie moléculaire :
- bipyramidale trigonale: les cinq paires d'électrons de liaison sont liées à des atomes
- balançoire: quatre atomes liés, une seule paire d'électrons
- en forme de t: trois atomes liés, deux paires d'électrons isolées
- linéaire: deux atomes liés (situés en face l'un de l'autre), trois paires d'électrons isolées
Géométrie des électrons octaédriques
La géométrie des électrons octaédriques est un atome central avec six paires d'électrons de liaison, tous à 90 degrés les uns des autres. La forme ressemble à deux pyramides à base carrée attachées ensemble.
Seule la forme octaédrique a la même géométrie électronique et moléculaire. Notez qu'il n'y a pas d'autres combinaisons au sein de cette forme géométrique que celles énumérées ci-dessous :
- octaédrique: les six paires d'électrons de liaison sont liées à des atomes
- pyramidal carré: cinq atomes liés, une seule paire d'électrons
- plan carré: quatre atomes liés, deux paires d'électrons isolées