Aký je rozdiel medzi elektronickou geometriou a molekulárnym tvarom?

Elektrónová geometria a molekulárna geometria sú usporiadaním elektrónov alebo atómov okolo centrálneho atómu v trojrozmernom priestore. To dáva molekule konkrétny tvar a určité uhly väzby.

Definíciou molekulárnej geometrie v chémii je usporiadanie atómov vo vzťahu k centrálnemu atómu v trojrozmernom priestore.

Elektrónová geometria je usporiadanie elektrónových skupín. Ak sa v molekule nachádzajú osamelé páry elektrónov, elektróny, ktoré nie sú naviazané na iné atómy, zmení sa to molekulárnou geometriou, nie elektrónovou.

Ak sú všetky elektrónové skupiny spojené, bez osamelých párov, potom sú elektrónová geometria a molekulárna geometria rovnaké.

Valance-shell elektrónová odpudivosť (VSEPR) je a teória ktorá navrhuje geometriu molekuly na základe minimalizácie odpudzovania medzi elektrónovými pármi. Tento model je užitočný pre väčšinu zlúčenín s centrálnym atómom.

Elektróny, či už spojené alebo v osamelých pároch, sa budú navzájom odpudzovať a usporiadajú sa okolo centrálneho atómu spôsobom, ktorý minimalizuje toto odpudzovanie a maximalizuje vzdialenosť medzi nimi.

Osamelé páry elektrónov budú odpudzovať silnejšie ako viazané, čo zmení väzobné uhly v molekulárnej geometrii, čím sa uhly mierne zmenšia.

Elektrónová geometria je určená elektrónovou skupinou:

• 2 elektrónové skupiny, lineárne
• 3 elektrónové skupiny, trigonálne-planárne
• 4 elektrónové skupiny, štvorboké
• 5 elektrónových skupín, trigonálne-bipyramidálne
• 6 elektrónových skupín, osemstenných

Lineárna geometria zahŕňa centrálny atóm s dvoma pármi väzbových elektrónov pod uhlom 180 stupňov (rovná čiara). Toto je jediný možný tvar pre lineárnu geometriu; elektrónová geometria a molekulárna geometria sú rovnaké.

Trigonálna planárna elektrónová geometria je centrálny atóm s tromi pármi väzbových elektrónov na 120-stupňové uhly navzájom usporiadané v rovine alebo „plocho“.

Iba trigonálna rovina má rovnakú elektrónovú geometriu a molekulárnu geometriu:

• trigonálny rovinný: všetky tri páry väzbových elektrónov sú viazané na atómy
  
• ohnuté: dva atómy spojené, jeden voľný pár elektrónov (Tu sa molekulárna geometria líši od elektrónovej geometrie a ako je uvedené vyššie, uhol väzby je o niečo menší ako 120 stupňov.)

Geometria štvorbokého elektrónu je centrálny atóm obklopený štyrmi pármi väzbových elektrónov v uhloch 109,5 stupňa od seba navzájom a vytvárajú tvar, ktorý sa podobá štvorstenu.

Iba štvorboký tvar má rovnakú elektrónovú geometriu a molekulárnu geometriu:

• štvorboký: všetky štyri páry väzbových elektrónov sú viazané na atómy
• trigonálny pyramídový: viazané tri atómy, jeden voľný pár elektrónov
• ohnuté: dva viazané atómy, dva voľné páry elektrónov

Trigonálny bipyramidálny je centrálny atóm s piatimi pármi väzbových elektrónových párov.

Geometrický názov pochádza z tvaru troch párov v rovine pri 120-stupňové uhly (trigonálna rovinná geometria) a zvyšné dva páry pri 90-stupňové uhly do lietadla. Tvar pripomína dve pyramídy s trojuholníkovou základňou pripevnenou k sebe.

Je dôležité si uvedomiť, že osamelé elektrónové páry najskôr vyplnia trigonálnu rovinnú časť geometrie. Iba trigonálny bipyramidálny tvar má rovnakú elektrónovú geometriu a molekulárnu geometriu:

• trigonálny bipyramidálny: všetkých päť párov väzbových elektrónov je viazaných na atómy
• hojdačka: viazané štyri atómy, jeden voľný pár elektrónov
• v tvare t: tri viazané atómy, dva voľné páry elektrónov
• lineárne: dva viazané atómy (umiestnené oproti sebe), tri voľné páry elektrónov

Oktaedrická elektrónová geometria je centrálny atóm so šiestimi pármi väzbových elektrónov, ktoré sú navzájom navzájom v 90 stupňoch. Tvarom pripomína dve pyramídy so štvorcovou základňou pripevnenou k sebe.

Iba osemstenný tvar má elektrónovú aj molekulárnu geometriu rovnakú. Upozorňujeme, že v rámci tohto geometrického tvaru nie sú žiadne iné kombinácie ako tie, ktoré sú uvedené nižšie:

• oktaedrálne: všetkých šesť párov väzbových elektrónov je viazaných na atómy
• štvorcový pyramídový: päť viazaných atómov, jeden voľný pár elektrónov
• štvorcový planár: spojené štyri atómy, dva voľné páry elektrónov