Elektronide paaride geomeetria vs molekulaarne geomeetria
Molekuli geomeetria on oluline selle omaduste määramisel, nagu värv, magnetism, reaktsioonivõime, polaarsus jne. Geomeetria määramiseks on erinevaid meetodeid. Geomeetriaid on mitut tüüpi. Lineaarsed, painutatud, trigonaalsed tasapinnalised, trigonaalsed püramiidsed, tetraeedrilised, oktaeedrilised on mõned tavaliselt nähtavad geomeetriad.
Mis on molekulaarne geomeetria?
Molekulgeomeetria on molekuli aatomite kolmemõõtmeline paigutus ruumis. Aatomid on paigutatud sel viisil, et minimeerida sideme-sideme tõrjumist, sideme-üksiku paari tõrjumist ja üksiku paari-üksiku paari tõrjumist. Molekulid, millel on sama arv aatomeid ja üksikud elektronid, mahutavad sama geomeetriat. Seetõttu saame molekuli geomeetriat määrata, arvestades mõnda reeglit. VSEPR teooria on mudel, mida saab kasutada molekulide molekulaargeomeetria ennustamiseks, kasutades valentselektronipaaride arvu. Kui molekulaarne geomeetria määratakse VSEPR-meetodil, tuleks siiski arvestada ainult sidemeid, mitte üksikuid paare. Eksperimentaalselt saab molekulaargeomeetriat jälgida erinevate spektroskoopiliste ja difraktsioonimeetodite abil.
Mis on elektronide paaride geomeetria?
Selles meetodis ennustatakse molekuli geomeetriat valentselektronipaaride arvu järgi keskaatomi ümber. Valentskesta elektronide paari tõrjumine ehk VSEPR teooria ennustab selle meetodi abil molekulaargeomeetriat. VSEPR teooria rakendamiseks peame tegema mõned eeldused sidumise olemuse kohta. Selle meetodi puhul eeldatakse, et molekuli geomeetria sõltub ainult elektronide ja elektronide interaktsioonidest. Lisaks tehakse VSEPR-meetodil järgmised eeldused.
• Molekuli aatomid on omavahel seotud elektronpaaridega. Neid nimetatakse sidumispaarideks.
• Mõnel molekuli aatomil võivad olla ka elektronide paarid, mis pole seotud sidumisega. Neid nimetatakse üksikuteks paarideks.
• Sidumispaarid ja üksikud paarid molekuli mis tahes aatomi ümber võtavad positsioone, kus nende vastastikune interaktsioon on minimaalne.
• Üksikud paarid hõivavad rohkem ruumi kui paaride sidumine.
• Topeltvõlakirjad hõivavad rohkem tühikuid kui üksikvõlakirjad.
Geomeetria määramiseks tuleb kõigepealt joonistada molekuli Lewise struktuur. Seejärel tuleks määrata valentsielektronide arv keskaatomi ümber. Kõik üksiksidemega rühmad määratakse jagatud elektronpaaride sidemete tüübiks. Koordineerimise geomeetria määrab ainult σ raamistik. Keskmised aatomi elektronid, mis on seotud π sidumisega, tuleks lahutada. Kui molekulil on üldine laeng, tuleks see määrata ka tsentraalsele aatomile. Raamistikuga seotud elektronide koguarv tuleks jagada 2-ga, et saada σ elektronipaaride arv. Siis saab molekulile geomeetria määrata vastavalt sellele arvule. Järgnevalt on toodud mõned levinumad molekulaarsed geomeetriad.
Kui elektronipaaride arv on 2, on geomeetria lineaarne.
Elektronipaaride arv: 3 Geomeetria: trigonaalne tasapinnaline
Elektronipaaride arv: 4 Geomeetria: tetraeedriline
Elektronipaaride arv: 5 Geomeetria: trigonaalne bipüramidaalne
Elektronipaaride arv: 6 Geomeetria: oktaeedriline
Mis vahe on elektronide paaril ja molekulaarsel geomeetrial?
• Elektronipaari geomeetria määramisel võetakse arvesse üksikuid paare ja sidemeid ning molekulaargeomeetria määramisel võetakse arvesse ainult seotud aatomeid.
• Kui tsentraalse aatomi ümber pole üksikuid paare, on molekulaarne geomeetria sama kui elektronpaaride geomeetria. Siiski, kui tegemist on üksikute paaridega, on mõlemad geomeetriad erinevad.
