Elektronu pāra ģeometrija pret molekulāro ģeometriju
Molekulas ģeometrija ir svarīga, nosakot tās īpašības, piemēram, krāsu, magnētismu, reaktivitāti, polaritāti utt. Ģeometrijas noteikšanai ir dažādas metodes. Ģeometriju ir daudz. Lineārā, saliektā, trigonālā plakana, trigonālā piramīda, tetraedriskā, oktaedriskā ir dažas no bieži redzamajām ģeometrijām.
Kas ir molekulārā ģeometrija?
Molekulārā ģeometrija ir molekulas atomu trīsdimensiju izvietojums telpā. Atomi tiek sakārtoti šādā veidā, lai samazinātu saites-saites atgrūšanu, saites-vientuļa pāra atgrūšanu un vientuļa pāra-vientuļa pāra atgrūšanu. Molekulām ar vienādu atomu skaitu un vientuļajiem elektronu pāriem parasti ir vienāda ģeometrija. Tāpēc mēs varam noteikt molekulas ģeometriju, ņemot vērā dažus noteikumus. VSEPR teorija ir modelis, kuru var izmantot molekulu molekulārās ģeometrijas prognozēšanai, izmantojot valences elektronu pāru skaitu. Tomēr, ja molekulāro ģeometriju nosaka ar VSEPR metodi, jāņem vērā tikai saites, nevis vientuļie pāri. Eksperimentāli molekulāro ģeometriju var novērot, izmantojot dažādas spektroskopiskās un difrakcijas metodes.
Kas ir elektronu pāra ģeometrija?
Šajā metodē molekulas ģeometriju nosaka valences elektronu pāru skaits ap centrālo atomu. Valences apvalka elektronu pāra atgrūšana jeb VSEPR teorija ar šo metodi paredz molekulu ģeometriju. Lai piemērotu VSEPR teoriju, mums ir jāpieņem daži pieņēmumi par saistīšanas būtību. Šajā metodē tiek pieņemts, ka molekulas ģeometrija ir atkarīga tikai no elektronu un elektronu mijiedarbības. Pēc VSEPR metodes tiek veikti šādi pieņēmumi.
• Molekulas atomus saista elektronu pāri. Tos sauc par savienošanas pāriem.
• Dažiem atomiem molekulā var būt arī elektronu pāri, kas nav saistīti ar saiti. Tos sauc par vientuļiem pāriem.
• Savienojošie pāri un vientuļie pāri ap jebkuru molekulas atomu pieņem pozīcijas, kurās to savstarpējā mijiedarbība ir samazināta līdz minimumam.
• Vientuļi pāri aizņem vairāk vietas nekā savienojošie pāri.
• Dubultās obligācijas aizņem vairāk vietas nekā viena obligācija.
Lai noteiktu ģeometriju, vispirms ir jāuzzīmē molekulas Lūisa struktūra. Tad jānosaka valences elektronu skaits ap centrālo atomu. Visas atsevišķas saistītās grupas tiek piešķirtas kā kopīga elektronu pāra saites tips. Koordinācijas ģeometriju nosaka tikai σ ietvars. Jāatņem centrālie atomu elektroni, kas iesaistīti π saitē. Ja molekulai ir vispārējs lādiņš, tā jāpiešķir arī centrālajam atomam. Kopējais ar ietvaru saistīto elektronu skaits jāsadala ar 2, lai iegūtu σ elektronu pāru skaitu. Tad atkarībā no šī skaitļa molekulai var piešķirt ģeometriju. Tālāk ir minētas dažas izplatītākās molekulārās ģeometrijas.
Ja elektronu pāru skaits ir 2, ģeometrija ir lineāra.
Elektronu pāru skaits: 3 Ģeometrija: trigonāls planārs
Elektronu pāru skaits: 4 Ģeometrija: tetraedrs
Elektronu pāru skaits: 5 Ģeometrija: trigonāls bipiramidāls
Elektronu pāru skaits: 6 Ģeometrija: oktaedriska
Kāda ir atšķirība starp elektronu pāri un molekulāro ģeometriju?
• Nosakot elektronu pāra ģeometriju, tiek ņemti vērā vientuļie pāri un saites, un, nosakot molekulāro ģeometriju, tiek ņemti vērā tikai saistītie atomi.
• Ja ap centrālo atomu nav vientuļu pāru, molekulārā ģeometrija ir tāda pati kā elektronu pāra ģeometrija. Tomēr, ja ir iesaistīti vientuļi pāri, abas ģeometrijas atšķiras.
