Електронна геометрія та молекулярна геометрія - це розташування електронів або атомів навколо центрального атома у тривимірному просторі. Це надає молекулі певної форми та певних кутів зв’язку.
Чи однакові визначення електронної геометрії та молекулярної геометрії?
Визначення молекулярної геометрії в хімії - це розташування атомів відносно центрального атома у тривимірному просторі.
Електронна геометрія - це розташування електронних груп. Якщо одиничні пари електронів, електрони, не зв’язані з іншими атомами, знаходяться в молекулі, це змінить молекулярну геометрію, а не електронну геометрію.
Якщо всі електронні групи зв’язані, без одиноких пар, то геометрія електронів і молекулярна геометрія однакові.
ВСЕПР та геометрія
Відштовхування електронів валансовою оболонкою (VSEPR) є теорія що пропонує геометрію молекули, засновану на мінімізації відштовхування між електронними парами. Ця модель корисна для більшості сполук із центральним атомом.
Електрони, зв’язані або одинокими парами, будуть відштовхувати один одного, і вони розташовуються навколо центрального атома таким чином, щоб мінімізувати це відштовхування і збільшити відстань між ними.
Самотні пари електронів будуть відштовхуватися сильніше, ніж зв’язані, і це змінить кути зв’язку в молекулярній геометрії, роблячи кути трохи меншими.
Електронна геометрія
Електронна геометрія визначається електронною групою:
- 2 електронні групи, лінійні
- 3 електронні групи, тригонально-площинні
- 4 електронні групи, тетраедричні
- 5 електронних груп, тригонально-біпірамідні
- 6 електронних груп, октаедричні
Лінійна електронна геометрія та молекулярна геометрія
Лінійна геометрія включає центральний атом з двома парами зв’язуючих електронів під кутом 180 градусів (пряма лінія). Це єдина можлива форма для лінійної геометрії; електронна геометрія та молекулярна геометрія однакові.
Тригональна плоска електронна геометрія
Тригональна плоска геометрія електронів - це центральний атом з трьома парами зв’язуючих електронів на Кути 120 градусів один до одного, розташовані в площині або «плоско».
Тільки тригональний планар має однакову електронну геометрію та молекулярну геометрію:
- тригональна плоска: всі три пари зв’язуючих електронів зв’язані з атомами
- зігнутий: два зв’язані атоми, одна самотня пара електронів (тут молекулярна геометрія відрізняється від геометрії електронів, і, як зазначено вище, кут зв’язку трохи менше 120 градусів.)
Тетраедрична електронна геометрія
Тетраедрична геометрія електронів - це центральний атом, оточений чотирма парами зв’язуючих електронів під кутами 109,5 градусів один від одного, утворюючи форму, що нагадує тетраедр.
Тільки тетраедрична форма має однакову електронну геометрію та молекулярну геометрію:
- тетраедричний: всі чотири пари зв’язуючих електронів зв’язані з атомами
- тригональний пірамідальний: три зв’язані атоми, одна самотня пара електронів
- зігнуті: два зв’язані атоми, дві одинокі пари електронів
Тригональна біпірамідна електронна геометрія
Тригональний біпірамід - це центральний атом з п’ятьма парами зв’язуючих електронних пар.
Геометрична назва походить від форми трьох пар у площині в Кути 120 градусів (тригональна плоска геометрія), а решта дві пари в Кути 90 градусів до літака. Форма нагадує дві піраміди з трикутною основою, прикріпленими між собою.
Важливо зазначити, що одинокі електронні пари спочатку заповнять тригональну площинну частину геометрії. Тільки тригональна біпірамідна форма має однакову електронну геометрію та молекулярну геометрію:
- тригональний біпірамідний: всі п’ять пар зв’язуючих електронів зв’язані з атомами
- гойдалка: чотири зв’язані атоми, одна самотня пара електронів
- т-подібна: три зв’язані атоми, дві одинокі пари електронів
- лінійний: два зв’язані атоми (розташовані навпроти один одного), три одинокі пари електронів
Восьмигранна електронна геометрія
Восьмигранна електронна геометрія - це центральний атом із шістьма парами зв’язуючих електронів, які знаходяться під 90 градусами один до одного. Форма нагадує дві піраміди з квадратною основою, прикріпленими між собою.
Тільки октаедрична форма має і електронну геометрію, і молекулярну геометрію однаковими. Зверніть увагу, що в цій геометричній фігурі немає інших комбінацій, окрім перелічених нижче:
- октаедричний: усі шість пар електронів, що зв’язують, зв’язані з атомами
- квадратний пірамідальний: п’ять зв’язаних атомів, одна самотня пара електронів
- квадратний плоский: чотири зв’язані атоми, дві самотні пари електронів