forma moleculară
folosim structuri Lewis împreună cu teoria de respingere a perechilor de electroni de valență pentru a prezice structurile moleculelor. Ideea din spatele acestui lucru este că electronii din orbitalii umpluți se vor respinge reciproc, deoarece au aceeași sarcină (la fel cum magneții cu aceeași polaritate se resping).
- toate perechile de electroni, atât perechi de legătură, cât și perechi singulare, sunt importante în determinarea formei unei molecule.
- perechile de legătură sunt mai mici decât perechile singure, deoarece există 2 nuclee încărcate pozitiv care le trag.
- obligațiunile simple sunt mai mici decât obligațiunile duble, iar obligațiunile duble sunt mai mici decât obligațiunile triple.
- dacă un atom central (A) este înconjurat de atomi diferiți (B și C) în abxcy moleculă, dimensiunile relative ale B și C poate afecta structura moleculei.
primul pas este de a construi cea mai bună structură Lewis a moleculei. Să ne uităm la câteva exemple: CH4, NH3, BH3
perechile de electroni de pe atomul central vor fi aranjate astfel încât să maximizeze distanța lor față de ceilalți. Două perechi vor fi întotdeauna la 180 de grade distanță, într-un aranjament liniar. Trei perechi vor fi la 120 de grade distanță într-un aranjament trigonal. Patru perechi vor fi aranjate într-un tetraedru, la 109 grade distanță. Când există 5 perechi de electroni, există două aranjamente posibile: bipiramidal trigonal (unghiuri de 90 și 120 de grade) și piramidal pătrat (unghiuri de 90 de grade). Bipiramidalul Trigonal este cea mai mică energie, dar structura piramidală pătrată este destul de apropiată și este, de asemenea, importantă. Când există 6 perechi de electroni, aceștia ocupă vârfurile unui octaedru (unghiuri de 90 de grade).
metanul și amoniacul au ambele 4 perechi de electroni, dispuse într-un tetraedru. Doar trei dintre aceste perechi sunt legate de un alt atom în amoniac. Boranul are 3 perechi de electroni și trebuie să fie trigonal.
geometria coordonării
atât perechile de electroni care leagă, cât și cele care nu leagă determină structura, dar denumim geometria moleculelor în funcție de aranjamentul atomilor.
Electron Pairs | 0 lone pairs | 1 lone pair | 2 lone pairs | 3 lone pairs |
2 e- pairs | linear |
linear |
none | none |
3 e- pairs | trigonal |
bent |
linear |
none |
4 e- pairs | tetrahedral |
trigonal pyramidal |
bent |
linear |
5 e- pairs | trigonal bipyramidal |
disphenoidal |
T-shaped |
linear |
6 e- pairs | octahedral |
square pyramidal |
square planar |
în formă de T |
unghiurile de legătură adevărate vor fi de obicei distorsionate de unghiurile idealizate din imaginile de mai sus, deoarece toate legăturile și perechile de electroni care nu se leagă nu au aceeași „dimensiune”.
De asemenea, atomii care sunt legați de un atom central fac diferența. Atomii I sunt mult mai mari decât atomii H din CH2I2, iar unghiul H-H este mai mic decât idealul de 109 grade, în timp ce unghiul I-I este mai mare.