Kaip apskaičiuoti sterinį skaičių

Be skirtingų savybių, skirtingos molekulės turi skirtingą geometriją. Galite naudoti valentinio apvalkalo elektronų poros atstūmimą šalia sterinis skaičius molekulės geometrinei struktūrai nustatyti. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl chemijos studentams ir visiems, norintiems ištirti molekulinę geometriją, labai svarbu suprasti, koks yra sterinis molekulės skaičius ir kaip jūs jį apskaičiuojate.

Sterinio skaičiaus nustatymo procesas yra gana paprastas, jei jūs galite suskaičiuoti molekulines jungtis ir naudoti molekulės Lewis struktūrą, kad rastumėte vienišas elektronų poras.

Sterinis molekulės skaičius yra kitų atomų, sujungtų su centriniu molekulės atomu, skaičius, pridėjus prie jo prijungtų pavienių elektronų porų skaičių.

Tai naudojama nustatyti molekulinė geometrija nes elektronai poromis atstumia vienas kitą, nesvarbu, ar tos poros yra sujungiantys elektronus, ar vienišos poros, nesusietos su konkrečiu atomu. Kadangi jie pozicionuojasi taip, kad pasiektų maksimalų atskyrimą, palyginti paprastas sterinio skaičiaus matas nurodo bendrą molekulės formą.

Molekulei, kurios sterinis skaičius yra 2, bus linijinė struktūra, o 3 - trigoninė plokštumos struktūra. Tęsiant tą patį kelią, stereinis skaičius 4 sukelia tetraedrinę struktūrą, 5 suteikia trigoninę bipiramidinę struktūrą, o sterinis skaičius 6 - oktaedrinę struktūrą.

Sterinio skaičiaus formulę galima tiesiogiai užrašyti remiantis aukščiau pateiktu apibrėžimu, kaip:

Sterinis numeris = (atomų, sujungtų su centriniu atomu, skaičius) + (vienišų elektronų porų skaičius prie centrinio atomo)

Todėl iššūkis apskaičiuojant sterinį skaičių yra mažesnis nei faktinis skaičiavimas, o daugiau žiūrint į molekulės struktūrą, susijungiant su elektronais, ir surandant du jūsų skaičius reikia. Tai padaryti yra gana lengva, jei pažvelgsite į Lewiso molekulės struktūrą ir suprasite, kaip rasti vienišų elektronų porą.

Lewiso molekulės struktūra yra elektronų atvaizdas valentiniame apvalkale molekulės atomams, paprastai vaizduojami taškais, supančiais atomus, kurie rodomi jų standartiniais simboliais (pvz., O deguoniui, C angliai, H vandeniliui ir Cl chloras).

Pirmiausia nubrėžkite atomus ir jų ryšius pagal molekulinę formulę ir (arba) tai, ką jau žinote apie molekulę. Pavyzdžiui, vanduo (H₂O) vaizduoja centrinis O atomas, kurio abiejuose pusėse yra du H atomai, jungiami viengubu ryšiu (atskira tiesia linija).

Užpildykite likusius elektronus valentiniame apvalkale (t. Y. Tuos, kuriuos galima jungti ir kurie šiuo metu nėra jungties dalis). Dėl deguonies yra šeši valentiniai elektronai, du iš jų yra susiję su jungtimis su vandenilio atomais, paliekant keturis valentinius elektronus užpildyti. Norėdami užbaigti diagramą, aplink O simbolį nupieškite dvi taškų poras.

Vienišos deguonies poros yra šios dvi elektronų poros, nedalyvaujančios molekuliniame jungime. Žinoma, dėl kitų situacijų atsiranda skirtingų tipų „Lewis“ struktūrų, o tam tikrais atvejais turėsite galvoti šiek tiek daugiau.

Pavyzdžiui, elektronai nesudaro porų, nebent už poros nėra laisvų „tarpų“, pvz. anglies, yra keturi elektronų, tačiau turint iš viso aštuonias vietas, elektronams nereikia sudaryti porų, kad tilptų į apvalkalą, neturi.

Sterinio skaičiaus formulę lengva naudoti, kai nubraižote atitinkamos molekulės Lewiso struktūrą. Pažvelkite į centrinį atomą ir suskaičiuokite visas jungtis (net jei tai dviguba ar triguba jungtys), pridedamas prie jo. Tada pažvelkite į atomą supančius taškus: ar yra porų, nedalyvaujančių jungiantis? Jei taip, pridėkite po vieną kiekvieno pavyzdžio sumą.

Dėl H₂O, centrinis deguonies atomas yra sujungtas su dviem vandenilio atomais, o aplink jį lieka dvi elektronų poros. Tai galima įterpti į sterinio skaičiaus formulę, kad gautumėte rezultatą:

Taigi vanduo turi tetraedrinę struktūrą, nors dalį šios struktūros sudaro vienišos elektronų poros.