Elektronu ģeometrija un molekulārā ģeometrija ir elektronu vai atomu izvietojums ap centrālo atomu trīsdimensiju telpā. Tas piešķir molekulai noteiktu formu un noteiktus saites leņķus.
Vai elektronu ģeometrijas un molekulārās ģeometrijas definīcijas ir vienādas?
Molekulārās ģeometrijas definīcija ķīmijā ir atomu izvietojums attiecībā pret centrālo atomu trīsdimensiju telpā.
Elektronu ģeometrija ir elektronu grupu izvietojums. Ja molekulā atrodas vientuļi elektronu pāri, elektroni, kas nav saistīti ar citiem atomiem, tas mainīs molekulāro ģeometriju, nevis elektronu ģeometriju.
Ja visas elektronu grupas ir saistītas, bez vientuļiem pāriem, tad elektronu ģeometrija un molekulārā ģeometrija ir vienādas.
VSEPR un ģeometrija
Valance-apvalka elektronu atgrūšana (VSEPR) ir a teorija kas ierosina molekulas ģeometriju, pamatojoties uz atgrūšanas samazināšanu starp elektronu pāriem. Šis modelis ir noderīgs lielākajai daļai savienojumu ar centrālo atomu.
Elektroni neatkarīgi no tā, vai tie ir saistīti, vai vientuļos pāros, viens otru atgrūdīs, un tie izvietojas ap centrālo atomu tā, lai mazinātu šo atgrūšanos un maksimāli palielinātu attālumu starp tiem.
Vientuļie elektronu pāri atvairīs stiprāk nekā saistīti, un tas mainīs saites leņķus molekulārajā ģeometrijā, padarot leņķus nedaudz mazākus.
Elektronu ģeometrija
Elektronu ģeometriju nosaka elektronu grupa:
- 2 elektronu grupas, lineāras
- 3 elektronu grupas, trigonālplanāras
- 4 elektronu grupas, tetraedriskas
- 5 elektronu grupas, trigonāli-bipiramidāli
- 6 elektronu grupas, oktaedriskas
Lineārā elektronu ģeometrija un molekulārā ģeometrija
Lineārā ģeometrija ietver centrālo atomu ar diviem savienojošo elektronu pāri leņķī 180 grādi (taisna līnija). Šī ir vienīgā iespējamā lineārās ģeometrijas forma; elektronu ģeometrija un molekulārā ģeometrija ir vienādas.
Trigonālā planārā elektronu ģeometrija
Trigonālā plakanā elektronu ģeometrija ir centrālais atoms ar trim savienojošo elektronu pāri pie 120 grādu leņķi viens otram sakārtoti plaknē vai "plakanā".
Tikai trigonālajam plaknei ir vienāda elektronu ģeometrija un molekulārā ģeometrija:
- trigonālais planārs: visi trīs saistošo elektronu pāri ir saistīti ar atomiem
- saliekts: divi atomi savienoti, viens vientuļš elektronu pāris (Šeit molekulārā ģeometrija atšķiras no elektronu ģeometrijas, un, kā minēts iepriekš, saites leņķis ir nedaudz mazāks par 120 grādiem.)
Tetraedriskā elektronu ģeometrija
Tetraedriskā elektronu ģeometrija ir centrālais atoms, kuru ieskauj četri savienojošo elektronu pāri leņķī 109,5 grādi viens no otra, veidojot formu, kas atgādina tetraedru.
Tikai tetraedriskajai formai ir vienāda elektronu un molekulārā ģeometrija:
- tetraedriski: visi četri saistošo elektronu pāri ir saistīti ar atomiem
- trigonālā piramīda: trīs atomi ir saistīti, viens vientuļš elektronu pāris
- saliekts: divi atomi saistīti, divi vientuļi elektronu pāri
Trigonālā bipiramidālā elektronu ģeometrija
Trigonālais bipiramidāls ir centrālais atoms ar pieciem saistošo elektronu pāru pāriem.
Ģeometriskais nosaukums nāk no trīs pāru formas plaknē 120 grādu leņķi (trigonālās plaknes ģeometrija) un atlikušie divi pāri 90 grādu leņķi uz lidmašīnu. Forma atgādina divas piramīdas ar trīsstūrveida pamatni, kas piestiprināta kopā.
Ir svarīgi atzīmēt, ka vientuļie elektronu pāri vispirms aizpildīs ģeometrijas trigonālo plakano daļu. Tikai trigonālajai bipiramidālajai formai ir vienāda elektronu ģeometrija un molekulārā ģeometrija:
- trigonālais bipiramidāls: visi pieci saistošo elektronu pāri ir saistīti ar atomiem
- šūpoles: četri atomi saistīti, viens vientuļš elektronu pāris
- t-veida: trīs atomi saistīti, divi vientuļi elektronu pāri
- lineārs: divi saistīti atomi (atrodas pretī viens otram), trīs vientuļi elektronu pāri
Oktaedrālā elektronu ģeometrija
Oktaedriskā elektronu ģeometrija ir centrālais atoms ar sešiem savienojošo elektronu pāriem, kuri visi atrodas 90 grādos viens pret otru. Forma atgādina divas piramīdas ar kvadrātveida pamatni, kas piestiprināta kopā.
Tikai oktaedriskajai formai ir vienāda gan elektronu, gan molekulārā ģeometrija. Ņemiet vērā, ka šajā ģeometriskajā formā nav citu kombināciju, kā tikai zemāk uzskaitītās:
- oktaedriski: visi seši saistošo elektronu pāri ir saistīti ar atomiem
- kvadrātveida piramīdas: pieci atomi saistīti, viens vientuļš elektronu pāris
- kvadrātveida plakne: saistīti četri atomi, divi vientuļi elektronu pāri