A különböző molekulák egyedi tulajdonságaik mellett eltérő geometriájúak is. Használhatja a valence héj elektronpár taszítását a szterikus szám molekula geometriai szerkezetének meghatározásához. Ez az egyik oka annak, hogy annak megértése, hogy mi a molekula szterikus száma, és annak kiszámításának módja, döntő jelentőségű a kémiai hallgatók és bárki számára, aki molekuláris geometriát akar vizsgálni.
A szterikus szám megtalálásának folyamata azonban elég egyszerű, mindaddig, amíg meg tudja számlálni a molekuláris kötéseket, és a molekula Lewis-szerkezetét felhasználva megtalálja a magányos elektronpárokat.
Mi a szterikus szám?
A molekula szterikus száma a molekula központi atomjához kapcsolódó egyéb atomok száma, plusz a hozzá csatlakozó magányos elektronpárok száma.
Ezt használják a meghatározásra molekuláris geometria mert az elektronok párban taszítják egymást, függetlenül attól, hogy ezek a párok kötődnek-e elektronok, vagy magányos párok, amelyek nem kötődnek egy adott atomhoz. Mivel a maximális elválasztás elérése érdekében helyezkednek el, a szterikus szám viszonylag egyszerű mértéke megmondja a molekula teljes alakját.
A 2-es szterikus számmal rendelkező molekula esetében egy lineáris, a 3-as szterikus esetében pedig egy trigonális síkszerkezet lesz. Ugyanígy folytatva a 4 szterikus szám tetraéderes szerkezethez vezet, az 5 trigonális bipiramidális struktúrát, a szterikus 6 pedig oktaéderes struktúrához vezet.
Szterikus szám képlet
A szterikus szám képlet közvetlenül a fent megadott meghatározás alapján írható le:
Szterikus szám = (a központi atomhoz kötött atomok száma) + (a központi atomon lévő egyedülálló elektronpárok száma)
A szterikus szám kiszámításának kihívása tehát nem a tényleges számítás, hanem inkább a nézi a molekula szerkezetét az elektronok megkötése szempontjából, és megtalálja a két számot szükség. Ezt meglehetősen könnyű megtenni, ha megnézzük a molekula Lewis-szerkezetét és megértjük, hogyan lehet magányos elektronpárt találni.
Lewis felépítése és magányos párjai
A molekula Lewis-szerkezete az elektronok reprezentációja a vegyértékes héjban a molekula atomjai számára, általában az atomokat körülvevő pontok, amelyeket szabványos szimbólumaik mutatnak (pl. O az oxigén, C a szén, H a hidrogén és Cl az klór).
Először rajzolja meg az atomokat és kötéseiket a molekulaképlet és / vagy annak alapján, amit már tud a molekuláról. Például víz (H2Az O) -t egy központi O atom képviseli, amelynek két oldalán két H atom kapcsolódik egyetlen kötéssel (egyedi egyenes).
Töltse ki a vegyértékhéjban maradt elektronokat (vagyis azokat, amelyek a kötéshez rendelkezésre állnak, és amelyek jelenleg nem a kötés részét képezik). Az oxigén esetében hat vegyértékes elektron van, és ezek közül kettő részt vesz a hidrogénatomokkal való kötésekben, így négy vegyértékes elektron marad kitöltésre. Rajzoljon két pontpárot az O szimbólum köré a diagram kitöltéséhez.
Az egyedüli oxigénpárok ez a két elektronpár, amelyek nem vesznek részt a molekuláris kötésben. Természetesen más helyzetek különböző típusú Lewis-struktúrákhoz vezetnek, és bizonyos esetekben kicsit többet kell gondolkodnia.
Például az elektronok nem alkotnak párokat, hacsak a páron kívül nem állnak rendelkezésre „szóközök”, pl. szénben négy van vegyérték elektronok, de nyolc teljes folt áll rendelkezésre, az elektronoknak nem kell párokat alkotniuk ahhoz, hogy elférjenek a héjban, ezért ne.
Szterikus szám kiszámítása
A szterikus szám képlet használata egyszerű, miután megrajzolta a kérdéses molekula Lewis-szerkezetét. Nézd meg a központi atomot, és számold meg mindegyik kötést (még ha ez kettős vagy hármas kötés is) egyenként. Ezután nézze meg az atomot körülvevő pontokat: vannak-e olyan párok, amelyek nem vesznek részt a kötésben? Ha igen, adjon hozzá egyet az egyes példák összesítéséhez.
H számára2O, a központi oxigénatom két hidrogénatomhoz kapcsolódik, és körülötte két elektronpár marad. Ezt be lehet illeszteni a szterikus szám képletbe az eredmény megtalálásához:
\ begin {aligned} \ text {Szterikus szám} & = \ text {(a központi atomhoz kötött atomok száma)} + \ text {(a központi atomon egyedülálló elektronpárok száma)} \\ & = 2 + 2 \\ & = 4 \ vége {igazítva}
Tehát a víznek tetraéderes szerkezete van, bár ennek a szerkezetnek a részét magányos elektronpárok alkotják.