Ako vypočítať sterické číslo

Rovnako ako ich jedinečné vlastnosti majú rôzne molekuly rôznu geometriu. Môžete použiť odpudzovanie elektrónových párov valenčnou škrupinou popri sterické číslo molekuly na určenie jej geometrickej štruktúry. To je jeden z dôvodov, prečo je pochopenie toho, čo je stérické číslo molekuly a ako ju vypočítate, pre študentov chémie a kohokoľvek, kto chce skúmať molekulárnu geometriu, rozhodujúce.

Proces hľadania stérického čísla je však dosť priamy, pokiaľ dokážete spočítať molekulárne väzby a použiť Lewisovu štruktúru molekuly na nájdenie osamelých elektrónových párov.

Stérické číslo molekuly je počet ďalších atómov naviazaných na centrálny atóm molekuly plus počet voľných párov elektrónov pripojených k nej.

Toto sa používa na určenie molekulárna geometria pretože elektróny v pároch sa navzájom odpudzujú, či už sú to páry viažuce elektróny alebo voľné páry neviazané na konkrétny atóm. Pretože sa umiestnia tak, aby dosiahli maximálnu separáciu, relatívne jednoduchá miera sterického čísla vám povie celkový tvar molekuly.

Pre molekulu so stérickým číslom 2 bude lineárna štruktúra a pre stérické číslo 3 bude existovať trigonálna plošná štruktúra. Rovnakým spôsobom vedie sterické číslo 4 k štvorbokej štruktúre, 5 dáva trigonálnu bipyramidálnu štruktúru a sterické číslo 6 k oktaedrickej štruktúre.

Vzorec sterického čísla je možné zapísať priamo na základe vyššie uvedenej definície, napríklad:

Sterické číslo = (počet atómov naviazaných na centrálny atóm) + (počet voľných párov elektrónov na centrálnom atóme)

Výpočet pri výpočte sterického čísla preto predstavuje menšiu úlohu pri skutočnom výpočte a viac pozerať sa na štruktúru molekuly, pokiaľ ide o väzobné elektróny, a nájsť dve čísla, ktoré ste vy potreba. Toto je celkom ľahké urobiť, ak sa pozriete na Lewisovu štruktúru molekuly a pochopíte, ako nájsť osamelý elektrónový pár.

Lewisova štruktúra molekuly je všeobecne zastúpením elektrónov vo valenčnom plášti pre atómy v molekule reprezentované bodkami obklopujúcimi atómy, ktoré sú zobrazené ich štandardnými symbolmi (napr. O pre kyslík, C pre uhlík, H pre vodík a Cl pre chlór).

Najskôr nakreslite atómy a ich väzby podľa molekulárneho vzorca a / alebo podľa toho, čo už o molekule viete. Napríklad voda (H₂O) je reprezentovaný centrálnym atómom O, pričom dva atómy H sú spojené jednoduchou väzbou (samostatná priama čiara) na oboch jeho stranách.

Doplňte zvyšné elektróny do valenčného obalu (t. J. Tie, ktoré sú k dispozícii na väzbu, ktoré v súčasnosti nie sú súčasťou väzby). Pre kyslík existuje šesť valenčných elektrónov a dva z nich sú zapojené do väzieb s atómami vodíka a zostávajú štyri valenčné elektróny na doplnenie. Nakreslite dva páry bodiek okolo symbolu O a dokončite diagram.

Osamelými pármi kyslíka sú tieto dva páry elektrónov, ktoré sa nezúčastňujú molekulárnej väzby. Iné situácie samozrejme vedú k rôznym typom štruktúr Lewis a v určitých prípadoch budete musieť premýšľať trochu viac.

Napríklad elektróny netvoria páry, pokiaľ mimo dvojice nie sú k dispozícii „medzery“, napr. v uhlíku sú štyri valenčné elektróny, ale s celkovo ôsmimi dostupnými bodmi elektróny nemusia vytvárať páry, aby sa zmestili do obalu, a tak nie.

Použitie vzorca sterického čísla je jednoduché, akonáhle nakreslíte Lewisovu štruktúru pre danú molekulu. Pozerajte sa na centrálny atóm a spočítajte každú z väzieb (aj keď ide o dvojitú alebo trojitú väzbu), ktoré sú k nej pripojené, ako každú jednu. Potom sa pozrite na bodky obklopujúce atóm: existujú nejaké páry, ktoré sa nezúčastňujú väzby? Ak je to tak, pre každý príklad pripočítajte jeden k súčtu.

Pre H₂O, centrálny atóm kyslíka je naviazaný na dva atómy vodíka a okolo neho zostávajú dva páry elektrónov. To je možné vložiť do vzorca na sterické číslo a nájsť výsledok:

A tak má voda štvorbokú štruktúru, aj keď časť tejto štruktúry je tvorená voľnými pármi elektrónov.