כיצד לחשב מספר סטריק

כמו גם תכונותיהם הייחודיות, למולקולות שונות יש גיאומטריות שונות. אתה יכול להשתמש בדחיית זוג אלקטרונים עם מעטפת ערכיות לצד מספר סטריק של מולקולה לקביעת המבנה הגיאומטרי שלה. זו אחת הסיבות להבנה של המספר הסטרי של מולקולה וכיצד אתה מחשב אותה יש חשיבות מכרעת עבור סטודנטים לכימיה וכל מי שמעוניין לחקור את הגיאומטריה המולקולרית.

תהליך מציאת המספר הסטרי הוא פשוט למדי, כל עוד ניתן לספור קשרים מולקולריים ולהשתמש במבנה לואיס של מולקולה כדי למצוא זוגות אלקטרונים בודדים.

המספר הסטרי של מולקולה הוא מספר האטומים האחרים הקשורים לאטום המרכזי של המולקולה בתוספת מספר זוגות האלקטרונים הבודדים המחוברים אליה.

זה משמש כדי לקבוע גיאומטריה מולקולרית מכיוון שאלקטרונים בזוגות דוחים זה את זה, בין אם זוגות אלו הם אלקטרונים מקשרים או זוגות בודדים שאינם קשורים לאטום מסוים. מכיוון שהם ממקמים את עצמם כך שמגיעים להפרדה מקסימאלית, המדד הפשוט יחסית של המספר הסטרי אומר לך את הצורה הכוללת של המולקולה.

למולקולה עם מספר סטרי של 2, יהיה מבנה לינארי, ולמספר סטרי של 3 יהיה מבנה מישורי טריגונלי. ממשיכים באותה צורה, מספר סטרי של 4 מוביל למבנה טטרהדרלי, 5 נותן מבנה דו-פירמידי טריגונאלי ומספר סטרוני של 6 מוביל למבנה אוקטדריאלי.

ניתן לרשום את נוסחת המספרים הסטריים ישירות על סמך ההגדרה שניתנה לעיל, כ:

מספר סטריק = (מספר האטומים הקשורים לאטום המרכזי) + (מספר זוגות אלקטרונים בודדים באטום המרכזי)

האתגר בחישוב המספר הסטרי הוא אפוא פחות מחישוב בפועל ויותר של מסתכל על מבנה המולקולה במונחים של קשירת אלקטרונים ומציאת שני המספרים שאתה צוֹרֶך. זה קל למדי לעשות אם אתה מסתכל על מבנה לואיס של המולקולה ומבין כיצד למצוא זוג אלקטרונים בודדים.

מבנה לואיס של מולקולה הוא ייצוג של האלקטרונים במעטפת הערכיות של האטומים במולקולה, בדרך כלל מיוצג על ידי נקודות המקיפות את האטומים, המוצגות על ידי הסמלים הסטנדרטיים שלהם (למשל O עבור חמצן, C עבור פחמן, H עבור מימן ו- Cl עבור כְּלוֹר).

ראשית, צייר את האטומים וקשריהם על פי הנוסחה המולקולרית ו / או מה שכבר ידוע לך על המולקולה. לדוגמא, מים (H₂O) מיוצג על ידי אטום O מרכזי, כאשר שני אטומי H מחוברים בקשר יחיד (קו ישר בודד) משני צידיו.

מלא את האלקטרונים הנותרים במעטפת הערכיות (כלומר אלה הזמינים למליטה שאינם כרגע חלק מקשר). לגבי חמצן ישנם שישה אלקטרוני ערכיות, ושניים מהם מעורבים בקשרים עם אטומי המימן ומשאירים ארבעה אלקטרוני ערכיות למילוי. צייר שני זוגות נקודות סביב סמל O כדי להשלים את התרשים.

הזוגות הבודדים לחמצן הם שני זוגות אלקטרונים אלה שאינם מעורבים בקשר מולקולרי. כמובן שמצבים אחרים מובילים לסוגים שונים של מבני לואיס, ותצטרך לחשוב קצת יותר במקרים מסוימים.

לדוגמא, אלקטרונים אינם יוצרים זוגות אלא אם אין "רווחים" זמינים מחוץ לזוג, למשל. בפחמן, יש ארבעה אלקטרוני ערכיות, אבל עם שמונה נקודות זמינות בסך הכל, האלקטרונים אינם צריכים ליצור זוגות כדי להתאים לקליפה ולכן הם לא.

השימוש בנוסחת המספרים הסטריים קל לאחר ששרטטת את מבנה לואיס עבור המולקולה המדוברת. הביטו באטום המרכזי וספרו כל אחד מהקשרים (גם אם מדובר בקשר כפול או משולש) המחובר אליו כאחד. ואז הסתכל על הנקודות הסובבות את האטום: האם ישנם זוגות שאינם מעורבים בקשר? אם כן, הוסף אחד לסך הכל עבור כל דוגמה.

עבור H₂O, אטום החמצן המרכזי נקשר לשני אטומי מימן, ונשארים סביבו שני זוגות אלקטרונים. ניתן להכניס זאת לנוסחת המספרים הסטריים כדי למצוא את התוצאה:

וכך למים יש מבנה טטראדרי, אם כי חלק ממבנה זה מורכב מזוגות האלקטרונים הבודדים.