La geometria elettronica e la geometria molecolare sono la disposizione di elettroni o atomi attorno a un atomo centrale nello spazio tridimensionale. Ciò conferisce a una molecola una forma particolare e determinati angoli di legame.
Le definizioni di geometria elettronica e geometria molecolare sono le stesse?
La definizione di geometria molecolare in chimica è la disposizione degli atomi in relazione a un atomo centrale nello spazio tridimensionale.
La geometria elettronica è la disposizione dei gruppi di elettroni. Se coppie solitarie di elettroni, gli elettroni non legati ad altri atomi, si trovano nella molecola, questo cambierà la geometria molecolare, non la geometria dell'elettrone.
Se tutti i gruppi di elettroni sono legati, senza coppie solitarie, la geometria dell'elettrone e la geometria molecolare sono le stesse.
VSEPR e geometria
La repulsione elettronica del mantello di Valance (VSEPR) è a teoria che propone la geometria di una molecola basata sulla minimizzazione della repulsione tra coppie di elettroni. Questo modello è utile per la maggior parte dei composti con un atomo centrale.
Gli elettroni, legati o in coppie solitarie, si respingono a vicenda e si dispongono attorno a un atomo centrale in modo da ridurre al minimo questa repulsione e massimizzare la distanza tra loro.
Le coppie solitarie di elettroni si respingono più forte di quelle legate, e questo altererà gli angoli di legame nella geometria molecolare, rendendo gli angoli leggermente più piccoli.
Geometria elettronica
La geometria dell'elettrone è determinata dal gruppo di elettroni:
- 2 gruppi di elettroni, lineare
- 3 gruppi di elettroni, trigonale planare
- 4 gruppi di elettroni, tetraedrico
- 5 gruppi di elettroni, trigonale-bipiramidale
- 6 gruppi di elettroni, ottaedrici
Geometria elettronica lineare e geometria molecolare
La geometria lineare coinvolge un atomo centrale con due coppie di elettroni di legame con un angolo di 180 gradi (una linea retta). Questa è l'unica forma possibile per una geometria lineare; la geometria elettronica e la geometria molecolare sono le stesse.
Geometria elettronica planare trigonale
La geometria dell'elettrone planare trigonale è un atomo centrale con tre coppie di elettroni di legame a angoli di 120 gradi tra loro disposti in un piano o "piatto".
Solo il planare trigonale ha la stessa geometria elettronica e geometria molecolare:
- trigonale planare: tutte e tre le coppie di elettroni di legame sono legate agli atomi
- piegato: due atomi legati, una coppia solitaria di elettroni (qui, la geometria molecolare differisce dalla geometria dell'elettrone e, come detto sopra, l'angolo di legame è leggermente inferiore a 120 gradi).
Geometria elettronica tetraedrica
La geometria tetraedrica dell'elettrone è un atomo centrale circondato da quattro coppie di elettroni di legame ad angoli di 109,5 gradi l'uno dall'altro, formando una forma che ricorda un tetraedro.
Solo la forma tetraedrica ha la stessa geometria elettronica e geometria molecolare:
- tetraedrico: tutte e quattro le coppie di elettroni di legame sono legate agli atomi
- piramidale trigonale: tre atomi legati, una coppia solitaria di elettroni
- piegato: due atomi legati, due coppie solitarie di elettroni
Geometria elettronica bipiramidale trigonale
Il bipiramidale trigonale è un atomo centrale con cinque coppie di coppie di elettroni di legame.
Il nome geometrico deriva dalla forma di tre coppie su un piano a angoli di 120 gradi (la geometria planare trigonale) e le restanti due coppie a angoli di 90 gradi all'aereo. La forma ricorda due piramidi con una base triangolare attaccate insieme.
È importante notare che le coppie di elettroni solitari riempiranno prima la porzione planare trigonale della geometria. Solo la forma bipiramidale trigonale ha la stessa geometria elettronica e geometria molecolare:
- bipiramidale trigonale: tutte e cinque le coppie di elettroni di legame sono legate agli atomi
- altalena: quattro atomi legati, una coppia solitaria di elettroni
- a forma di t: tre atomi legati, due coppie solitarie di elettroni
- lineare: due atomi legati (posizionati l'uno di fronte all'altro), tre coppie solitarie di elettroni
Geometria elettronica ottaedrica
La geometria elettronica ottaedrica è un atomo centrale con sei coppie di elettroni di legame, tutti a 90 gradi l'uno dall'altro. La forma ricorda due piramidi a base quadrata attaccate insieme.
Solo la forma ottaedrica ha la stessa geometria sia elettronica che molecolare. Si noti che non ci sono altre combinazioni all'interno di questa forma geometrica oltre a quelle elencate di seguito:
- ottaedrico: tutte e sei le coppie di elettroni di legame sono legate agli atomi
- piramidale quadrato: cinque atomi legati, una coppia solitaria di elettroni
- planare quadrato: quattro atomi legati, due coppie solitarie di elettroni
