Kako izračunati sterički broj

Osim svojih jedinstvenih svojstava, različite molekule imaju i različitu geometriju. Možete upotrijebiti odbijanje elektronskog para valentne ljuske uz stericki broj molekule kako bi se utvrdila njezina geometrijska struktura. To je jedan od razloga zašto je razumijevanje steričkog broja molekule i načina na koji to izračunavate presudno za studente kemije i sve koji žele istražiti molekularnu geometriju.

Proces pronalaska steričkog broja prilično je jednostavan, sve dok možete računati molekularne veze i koristiti Lewisovu strukturu molekule kako biste pronašli usamljene elektronske parove.

Sterični broj molekule je broj ostalih atoma vezanih za središnji atom molekule plus broj usamljenih parova elektrona vezanih za nju.

To se koristi za određivanje molekularna geometrija jer se elektroni u parovima međusobno odbijaju, bilo da su ti parovi vezni elektroni ili usamljeni parovi koji nisu vezani za određeni atom. Budući da se postavljaju tako da postignu maksimalno razdvajanje, relativno jednostavna mjera steričkog broja govori vam o ukupnom obliku molekule.

Za molekulu sa sternim brojem 2 postojat će linearna struktura, a za sterni broj 3 postojat će trigonalna plosnata struktura. Nastavljajući se na isti način, sterički broj 4 dovodi do tetraedarske strukture, 5 daje trigonalnu bipiramidnu strukturu, a sterični broj 6 dovodi do oktaedarske strukture.

Formula steričkog broja može se zapisati izravno na temelju gore navedene definicije, kao:

Sterični broj = (broj atoma povezanih sa središnjim atomom) + (broj usamljenih parova elektrona na središnjem atomu)

Stoga je izazov u izračunavanju steričkog broja manji od stvarnog, a veći od gledajući strukturu molekule u smislu povezivanja elektrona i pronalazeći dva broja vas potreba. To je prilično lako učiniti ako pogledate Lewisovu strukturu molekule i shvatite kako pronaći usamljeni elektronski par.

Lewisova struktura molekule predstavlja prikaz elektrona u valentnoj ljusci za atome u molekuli, općenito predstavljene točkama koje okružuju atome, a prikazane su njihovim standardnim simbolima (npr. O za kisik, C za ugljik, H za vodik i Cl za klor).

Prvo izvucite atome i njihove veze prema molekularnoj formuli i / ili onome što već znate o molekuli. Na primjer, voda (H₂O) je predstavljen središnjim atomom O, s dva atoma H povezana jednostrukom vezom (pojedinačna ravna crta) s obje njegove strane.

Napunite preostale elektrone u valentnoj ljusci (tj. One dostupne za vezivanje koji trenutno nisu dio veze). Za kisik postoji šest valentnih elektrona, a dva od njih sudjeluju u vezama s atomima vodika, ostavljajući četiri valentna elektrona da se popune. Nacrtajte dva para točkica oko simbola O kako biste upotpunili dijagram.

Usamljeni parovi za kisik su ova dva para elektrona koji nisu uključeni u molekularnu vezu. Naravno, druge situacije dovode do različitih vrsta Lewisovih struktura, a u određenim ćete slučajevima morati malo više razmisliti.

Na primjer, elektroni ne tvore parove, osim ako nema slobodnih prostora izvan para, na pr. u ugljiku su četiri valentni elektroni, ali s ukupno osam dostupnih mjesta, elektroni ne trebaju formirati parove da bi se uklopili u ljusku, pa tako i oni nemojte.

Korištenje formule steričkog broja lako je nakon što nacrtate Lewisovu strukturu za dotičnu molekulu. Pogledajte središnji atom i prebrojite svaku od veza (čak i ako je to dvostruka ili trostruka veza) koja je vezana uz nju kao jednu. Zatim pogledajte točkice koje okružuju atom: postoje li parovi koji nisu uključeni u vezivanje? Ako je tako, dodajte jedan zbroju za svaki primjer.

Za H₂O, središnji je atom kisika vezan za dva atoma vodika, a oko njega su preostala dva para elektrona. To se može umetnuti u formulu steričnog broja da biste pronašli rezultat:

Tako voda ima tetraedarsku strukturu, iako je dio te strukture sastavljen od usamljenih parova elektrona.