Kā aprēķināt sterisko skaitli

Tāpat kā to unikālās īpašības, dažādām molekulām ir atšķirīga ģeometrija. Jūs varat izmantot valences apvalka elektronu pāra atgrūšanu blakus steriskais skaitlis molekulas, lai noteiktu tās ģeometrisko struktūru. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc ķīmijas studentiem un visiem, kas vēlas izpētīt molekulāro ģeometriju, ir ļoti svarīgi saprast, kāds ir molekulas steriskais skaitlis un kā jūs to aprēķināt.

Steriskā skaitļa atrašanas process tomēr ir diezgan vienkāršs, ja vien jūs varat saskaitīt molekulārās saites un izmantot molekulas Lewis struktūru, lai atrastu vientuļus elektronu pārus.

Molekulas steriskais skaitlis ir citu atomu skaits, kas saistīti ar molekulas centrālo atomu, kā arī tam pievienoto vientušo elektronu pāru skaits.

To izmanto, lai noteiktu molekulārā ģeometrija jo elektroni pa pāri viens otru atgrūž neatkarīgi no tā, vai šie pāri ir savienojošie elektroni, vai vientuļie pāri, kas nav saistīti ar konkrētu atomu. Tā kā viņi novieto sevi tā, lai panāktu maksimālu atdalīšanu, salīdzinoši vienkāršais steriskā skaitļa mērs norāda molekulas vispārējo formu.

Molekulai ar sterisko skaitli 2 būs lineāra struktūra, bet steriskam skaitlim 3 - trigonāla plakana struktūra. Tāpat turpinot, steriskais skaitlis 4 noved pie tetraedrālās struktūras, 5 dod trigonālo bipiramidālo struktūru un steriskais skaitlis 6 noved pie oktaedriskās struktūras.

Sterisko skaitļu formulu var pierakstīt tieši, pamatojoties uz iepriekš sniegto definīciju, kā:

Steric numurs = (ar centrālo atomu saistīto atomu skaits) + (vientuļo elektronu pāru skaits uz centrālā atoma)

Tāpēc izaicinājums steriskā skaitļa aprēķināšanā ir mazāks par faktisko aprēķinu un vairāk par aplūkojot molekulas struktūru elektronu saistīšanas ziņā un atrodot divus skaitļus jūs vajadzība. To ir diezgan viegli izdarīt, ja paskatās uz Lewis molekulas struktūru un saprotat, kā atrast vientuļo elektronu pāri.

Lewis molekulas struktūra ir elektronu attēlojums molekulas atomiem valences apvalkā, parasti attēlo punkti, kas ieskauj atomus, kas parādīti ar to standarta simboliem (piemēram, O skābeklim, C ogleklim, H ūdeņradim un Cl hlors).

Vispirms uzzīmējiet atomus un to saites pēc molekulārās formulas un / vai tā, ko jūs jau zināt par molekulu. Piemēram, ūdens (H₂O) attēlo centrālais O atoms, kura abos pusēs ir divi H atomi, kurus savieno viena saite (atsevišķa taisna līnija).

Aizpildiet atlikušos elektronus valences apvalkā (t.i., tos, kas ir pieejami savienošanai, kas pašlaik nav saites daļa). Skābeklim ir seši valences elektroni, un divi no tiem ir iesaistīti saitēs ar ūdeņraža atomiem, atstājot četrus valences elektronus, lai aizpildītu. Lai pabeigtu diagrammu, ap O simbolu uzzīmējiet divus punktu pārus.

Vientuļie skābekļa pāri ir šie divi elektronu pāri, kas nav iesaistīti molekulārajā savienošanā. Protams, citas situācijas rada dažāda veida Lewis struktūras, un dažos gadījumos jums būs jādomā nedaudz vairāk.

Piemēram, elektroni neveido pārus, ja vien ārpus pāra nav pieejamas “atstarpes”, piem. ogleklī ir četri valences elektroniem, bet, ja ir pieejami astoņi kopējie plankumi, elektroniem nav jāveido pāri, lai tie ietilptu čaulā, un tāpēc viņi nevajag.

Sterisko skaitļu formulas lietošana ir vienkārša, kad esat uzzīmējis attiecīgās molekulas Lūisa struktūru. Paskatieties uz centrālo atomu un saskaitiet katru no saitēm (pat ja tās ir divkāršās vai trīskāršās saites) kā vienu. Pēc tam aplūkojiet punktus, kas ieskauj atomu: vai ir kādi pāri, kas nav iesaistīti savienošanā? Ja tā, pievienojiet vienu piemēra kopsummai.

Par H₂O, centrālais skābekļa atoms ir saistīts ar diviem ūdeņraža atomiem, un ap to ir palikuši divi elektronu pāri. To var ievietot sterisko skaitļu formulā, lai atrastu rezultātu:

Tātad ūdenim ir tetraedriska struktūra, kaut arī daļu no šīs struktūras veido vientuļie elektronu pāri.