Kako izračunati sterično število

Poleg svojih edinstvenih lastnosti imajo različne molekule tudi različne geometrije. Poleg vala lahko uporabite odbijanje elektronskih parov valentne lupine stericna številka molekule za določitev njene geometrijske strukture. To je eden od razlogov, da je razumevanje, kakšno je sterično število molekule, in kako izračunate, ključnega pomena za študente kemije in vse, ki želijo raziskati molekularno geometrijo.

Postopek iskanja steričnega števila je sicer precej enostaven, če lahko preštejete molekulske vezi in uporabite Lewisovo strukturo molekule za iskanje osamljenih elektronskih parov.

Sterično število molekule je število drugih atomov, vezanih na osrednji atom molekule, plus število osamljenih parov elektronov, pritrjenih nanjo.

To se uporablja za določanje molekularna geometrija ker se elektroni v parih medsebojno odbijajo, ne glede na to, ali so ti pari vezni elektroni ali samotni pari, ki niso vezani na določen atom. Ker se postavijo tako, da dosežejo največjo ločitev, vam relativno preprosta mera steričnega števila pove celotno obliko molekule.

Za molekulo s steričnim številom 2 bo linearna struktura, za sterično število 3 pa trigonalna ravninska struktura. Če nadaljujemo na enak način, sterično število 4 vodi do tetraedrske strukture, 5 daje trigonalno bipiramidalno strukturo, sterično število 6 pa vodi do oktaedrske strukture.

Formulo steričnega števila lahko zapišemo neposredno na podlagi zgoraj dane definicije kot:

Sterična številka = (število atomov, vezanih na osrednji atom) + (število osamljenih parov elektronov na osrednjem atomu)

Izziv pri izračunu steričnega števila je zato manj dejanski in večji pogled na strukturo molekule v smislu vezanja elektronov in iskanje dveh števil potrebujejo. To je dokaj enostavno narediti, če pogledate Lewisovo strukturo molekule in razumete, kako najti osamljeni elektronski par.

Lewisova struktura molekule je predstavitev elektronov v valentni lupini za atome v molekuli, na splošno predstavljeni s pikami, ki obdajajo atome in so prikazani s standardnimi simboli (npr. O za kisik, C za ogljik, H za vodik in Cl za klor).

Najprej narišite atome in njihove vezi glede na molekulsko formulo in / ali kaj že veste o molekuli. Na primer voda (H₂O) predstavlja osrednji atom O, pri čemer sta dva atoma H povezana z enojno vezjo (posamezna ravna črta) na obeh straneh.

Izpolnite preostale elektrone v valentni lupini (tj. Tiste, ki so na voljo za vezavo in trenutno niso del vezi). Za kisik obstaja šest valentnih elektronov, dva izmed njih pa sta vključena v vezi z vodikovimi atomi, tako da ostanejo štirje valentni elektroni napolnjeni. Okrog simbola O narišite dva para pik, da dokončate diagram.

Osamljena para kisika sta ta dva para elektronov, ki nista vključena v molekularno vez. Seveda druge situacije vodijo do različnih vrst Lewisovih struktur in v določenih primerih boste morali malo več razmisliti.

Na primer, elektroni ne tvorijo parov, razen če zunaj para ni na voljo "presledkov", npr. v ogljiku so štirje valentnih elektronov, vendar z osmimi razpoložljivimi skupnimi točkami ni treba, da elektroni tvorijo pare, da se prilegajo lupini in tako tudi ne.

Uporaba formule steričnega števila je enostavna, ko narišete Lewisovo strukturo za zadevno molekulo. Oglejte si osrednji atom in vsako od vez (tudi če gre za dvojno ali trojno vez) štejte kot eno. Potem si oglejte pike, ki obkrožajo atom: ali obstajajo pari, ki niso vključeni v vezi? Če je tako, dodajte skupnemu seštevku za vsak primer.

Za H₂O, osrednji atom kisika je vezan na dva atoma vodika, okoli njega pa ostaneta dva para elektronov. To lahko vstavite v formulo steričnega števila, da poiščete rezultat:

In tako ima voda tetraedrično strukturo, čeprav je del te strukture sestavljen iz osamljenih parov elektronov.