מה ההבדל בין גיאומטריה אלקטרונית לצורה מולקולרית?

גיאומטריה אלקטרונית וגיאומטריה מולקולרית הם סידור אלקטרונים או אטומים סביב אטום מרכזי בחלל תלת מימדי. זה נותן למולקולה צורה מסוימת וזוויות קשר מסוימות.

הגדרת הגיאומטריה המולקולרית בכימיה היא סידור האטומים ביחס לאטום מרכזי במרחב תלת מימדי.

גאומטריית אלקטרונים היא הסדר של קבוצות אלקטרונים. אם זוגות אלקטרונים בודדים, אלקטרונים שאינם קשורים לאטומים אחרים, נמצאים במולקולה, הדבר ישנה את הגיאומטריה המולקולרית, ולא את הגיאומטריה של האלקטרונים.

אם כל קבוצות האלקטרונים קשורות, ללא זוגות בודדים, הרי שגיאומטריית האלקטרונים והגיאומטריה המולקולרית זהות.

דחיית אלקטרונים של קליפות-עלייה (VSEPR) היא א תֵאוֹרִיָה המציע את הגיאומטריה של מולקולה המבוססת על מזעור הדחייה בין זוגות אלקטרונים. מודל זה שימושי לרוב התרכובות עם אטום מרכזי.

אלקטרונים, בין אם הם קשורים ובין אם בזוגות בודדים, ידחו זה את זה, והם מסדרים סביב אטום מרכזי באופן שממזער את הדחייה הזו וממקסם את המרחק ביניהם.

זוגות אלקטרונים בודדים ידחו חזק יותר מקשרים קשורים, וזה ישנה את זוויות הקשר בגיאומטריה המולקולרית, ויקטין את הזוויות מעט.

גאומטריית האלקטרונים נקבעת לפי קבוצת אלקטרונים:

• 2 קבוצות אלקטרונים, ליניאריות
• 3 קבוצות אלקטרונים, טריגונאלי-מישורי
• 4 קבוצות אלקטרונים, טטראדרי
• 5 קבוצות אלקטרונים, טריגונאלי-ביפירמידלי
• 6 קבוצות אלקטרונים, אוקטדרל

גיאומטריה ליניארית כוללת אטום מרכזי עם שני זוגות אלקטרונים מקשרים בזווית של 180 מעלות (קו ישר). זו הצורה היחידה האפשרית לגיאומטריה ליניארית; הגיאומטריה של האלקטרונים והגיאומטריה המולקולרית זהות.

גיאומטריה אלקטרונית מישורית טריגונאלית היא אטום מרכזי ובו שלושה זוגות אלקטרונים מקשרים זוויות של 120 מעלות אחד לשני מסודרים במישור או "שטוח".

רק למישור הטריגונאלי יש אותה גאומטריה אלקטרונית וגיאומטריה מולקולרית:

• מישורי טריגונאלי: כל שלושת זוגות האלקטרונים המקשרים קשורים לאטומים
  
• כפוף: שני אטומים קשורים, זוג אלקטרונים בודד אחד (כאן, הגיאומטריה המולקולרית שונה מגיאומטריית האלקטרונים, וכאמור לעיל, זווית הקשר היא מעט פחות מ -120 מעלות).

גיאומטריית אלקטרונים טטרהדרלית היא אטום מרכזי המוקף בארבעה זוגות אלקטרונים מקשרים בזוויות של 109.5 מעלות זה מזה, ויוצרים צורה הדומה לטטרהדרון.

רק לצורה הטטראדרי יש אותה גאומטריה אלקטרונית וגיאומטריה מולקולרית:

• טטרהדרלי: כל ארבעת זוגות האלקטרונים המקשרים קשורים לאטומים
• פירמידאלי טריגונאלי: שלושה אטומים קשורים, זוג אלקטרונים בודד אחד
• כפוף: שני אטומים קשורים, שני זוגות אלקטרונים בודדים

טריפונאלי דו-פירמידי הוא אטום מרכזי עם חמישה זוגות זוגות אלקטרונים מקשרים.

השם הגיאומטרי מגיע מצורתם של שלושה זוגות במישור ב זוויות של 120 מעלות (הגיאומטריה המישורית המשולשת) ושני הזוגות הנותרים ב- זוויות של 90 מעלות למטוס. הצורה דומה לשתי פירמידות עם בסיס משולש המחובר יחד.

חשוב לציין כי זוגות האלקטרונים הבודדים ימלאו קודם את החלק המישורי הטריגונלי של הגיאומטריה. רק לצורה הביפירמידלית הטריגונאלית אותה גיאומטריה אלקטרונית וגיאומטריה מולקולרית:

• טריפונאלי דו-פירמידי: כל חמשת זוגות האלקטרונים המקשרים קשורים לאטומים
• נדנדה: ארבעה אטומים קשורים, זוג אלקטרונים בודד אחד
• בצורת t: שלושה אטומים קשורים, שני זוגות אלקטרונים בודדים
• לינארי: שני אטומים קשורים (הממוקמים זה מול זה), שלושה זוגות אלקטרונים בודדים

גאומטריית אלקטרונים אוקטדרל היא אטום מרכזי עם שישה זוגות אלקטרונים מקשרים, שכולם נמצאים 90 מעלות זה לזה. הצורה דומה לשתי פירמידות עם בסיס מרובע המחובר יחד.

רק בצורת האוקטהדראל יש את הגיאומטריה האלקטרונית וגם את הגיאומטריה המולקולרית. שים לב כי אין צירופים אחרים בתוך צורה גיאומטרית זו מאלה המפורטים להלן:

• אוקטדרל: כל ששת זוגות אלקטרוני הקושר קשורים לאטומים
• פירמידה מרובעת: חמישה אטומים קשורים, זוג אלקטרונים בודד אחד
• מישורי מרובע: ארבעה אטומים קשורים, שני זוגות אלקטרונים בודדים