V dnešním příspěvku, budeme diskutovat o VSEPR teorie, která nám pomáhá pochopit geometrii molekuly. Za prvé, co znamená VSEPR? Je to teorie odpuzování elektronového páru Valence Shell. Všimněte si zvýrazněného slova „odpudivost“.

je klíčové slovo a vše, co musíte pochopit tento koncept je udržet v mysli představu, že atomy chtějí zůstat jako daleko od sebe, jak je to možné, protože odpuzování mezi elektrony na nich.

pojďme použít tento model příklady pro ilustraci, jak to funguje., Červené koule představuje centrální atom a modré jsou k němu připojeny:

mít na paměti, že modré atomy vzájemně odpuzují, navrhnout optimální geometrii pro ně. Orientace, která je staví co nejdále se stejným úhlem mezi všemi.,

V tomto případě, dávat je na celé 180o umožňuje dosažení optimální geometrie:

Když tam jsou tři atomy kolem centrální jednotka, optimální úhel je 120°:

Co si myslíte, že to je, když tam jsou čtyři atomy spojení do centra?

Pokud jste nikdy neslyšeli o tetraedr a myslel, že to byl 90o, že je v pořádku, jsme všichni udělali, když se poprvé představen na toto téma., Nicméně, tetraedr je lepší zarovnání vzhledem k úhlu mezi skupinami je 109,5 ° o:

Každý z těchto geometrií, které jsme diskutovali má jméno:

Tam může být více než čtyři atomy, nicméně, to je nikdy v případě uhlíku, a to je důvod, proč nemůžeme dostat ty od tohoto příspěvku je sledoval k organické chemii.

nyní se dostaneme k nějaké terminologii. Ve výše uvedené ukázce modelu jsme řekli, že modré koule představují atomy., Ve skutečných molekulách však mohou být atomy nebo osamělé páry elektronů. Například v Lewisově struktuře vody vidíme, že má dva atomy a dva osamělé páry elektronů.

To předpokládá, že již víte, Lewis struktury, takže pokud nechcete, zkontrolujte, zda tento článek.,

celkem tam jsou čtyři jednotky po kyslíku ve vodě:

součet počet atomů a osamělé páry se nazývá Stérické Číslo (SN):

Ty by mohly mít jiný vzorec pro stérické číslo, které zahrnuje počet dluhopisů. Pokud však použijete tento vzorec, nemusíte se starat o typy vazeb. Ať už se jedná o jednu, dvojitou nebo trojnou vazbu, jedná se o atomy + osamělé páry pro jakýkoli typ vazby.,

Všimněte si, že poslední dvě molekuly mají stejné stérické číslo (4), ale jiný počet atomů a osamělé páry. Proto musíme identifikovat elektronové a molekulární geometrie.

pro elektronovou geometrii zacházíme s atomy a elektrony stejně. Poslední dvě molekuly ve výše uvedených příkladech (CH4 a NH3) jsou tetrahedrální.,

SN (C) = 4 atomy + 0 osamělé páry = 4

SN (N) = 3 atomy + 1 elektronové páry = 4

To odpovídá čtyřboká elektron geometrie:

Nicméně, jejich molekulární geometrie jsou různé. Pro metan (CH4) je čtyřstěnný a pro amoniak (NH3) je trigonální pyramidální., Osamělý pár na dusíku je důležité, a pokud to tam nebylo, tak bychom hypoteticky molekuly s plochou/rovinné geometrie:

Proč máme ignorovat osamělý pár pro pojmenování molekulární geometrie? Jeden způsob, jak se dívat na to, je skutečnost, že elektrony jsou mnohem menší a lehčí než jádra, a při pohledu na moderní mikroskopy, my je nevidíme.,

tato tabulka slouží k určení elektronové a molekulové geometrie, pro všechny kombinace atomů a osamělé páry:

Další je návod z příkladů je uvedeno v tabulce následující kroky:

1. Nakreslete Lewisovu strukturu pro molekulu.

2. Počet atomů a osamělých párů elektronů na centrálním atomu (sterické číslo)

3. Uspořádejte je tak, aby minimalizovaly odpuzování (co nejdále od sebe).

4., Určete název elektronové a molekulární geometrie.

A) BeCl2

1) Tady je Lewis struktura:

2) S. N. (Být) = 2 atomy + 0 osamělé páry = 2. To spadá do první kategorie v tabulce a jedná se o typ AX2.

3) Dát chlóry na 180o

4) To je vložka pro oba elektronové a molekulární geometrie od Být nemá žádné osamělé páry.

B) BH3

1) Tady je Lewis struktura:

2) stérické počet Bor je S. N., B ) = 3 atomy + 0 osamělých párů = 3. To spadá do druhé kategorie a typu AX3.

3) borons musí být na 120°, aby se minimalizoval odpor:

4) Toto uspořádání se nazývá trigonal rovinné. Všechny atomy jsou ve stejné rovině.

C) CH2NH

1) Lewis struktura:

2) S N (N) = 2 atomy + 1 elektronové páry = 3. To spadá do druhé kategorie a typu AX2E.,

3) atomy a elektrony dusíku jsou v o 120°,

4) A to se nazývá ohnuté geometrie jako molekula vypadá ohnuté pokud budeme ignorovat osamělé páry:

Jedna věc, upozornit je skutečnost, že osamělé páry mají silnější odpor, než atomy. Proto se očekává, že úhly nejsou vždy 100% ve shodě s tím, co ve skutečnosti jsou:

Jsme se při diskusi o H2O a NH3 znovu.

D) CH4

1) Lewis struktura:

2) S. N., (C) = 4 atomy + 0 osamělých párů = 4. Jedná se o typ AX4.

3) atomy jsou na 109,5 o

4) a jsou čtyřstěnné pro elektronovou a molekulární geometrii.

E) NH3

1) Lewis struktura:

2) S N (N) = 3 atomy + 1 elektronové páry = 4 a to je AX3E typ v tabulce.

3) očekává se, že atomy v osamělém páru budou na 109.,5o, nicméně, protože odpor z osamělé dvojice je silnější, úhel mezi vodíky je o 107o:

4) To je tzv. trigonal pyramidální geometrie.

F) H2O,

1) Lewis struktura:

2) S. N (O) = 2 atomy + 2 osamělé páry = 4. To je pod typem AX2E2 v tabulce.

3) atomy v lone-pair se očekává, že budou na 109.5 o, nicméně, protože odpor z osamělé dvojice je silnější, úhel mezi vodíky je asi 104.,5o:

4) Toto se nazývá ohnutá geometrie.

Všimněte si, že úhly ve vodě a molekule C (CH2NH) jsou různé, i když jsou oba ohnuté. A důvodem je to, pamatujte, že úhel je definován na základě geometrie elektronů. V závislosti na tom se úhel může lišit.

VSEPR a geometrie organických molekul

u menších molekul máme centrální atom, na jehož základě určujeme molekulární geometrii. Při práci s většími organickými molekulami však nemusí být přesné říci, že tato molekula je čtyřstěnná nebo trigonální rovinná atd.,

například v této molekule není žádný centrální atom:

a geometrie je určena pro každý atom zájmu. Pojďme to udělat pro číslované atomů:

Kyslík 1 je připojen na jeden atom a má dva osamělé páry, takže je SN = 3. Jeho elektronová geometrie je trigonální rovinná, ale má lineární molekulární geometrii.

Uhlík 2 má tři atomy a žádné osamělé páry, která je stérické číslo 3., Proto, jeho elektronová a molekulární geometrie jsou trigonal rovinné:

Kyslík 3 je spojen s dvěma atomy a má dva osamělé páry a stejně jako ve vodě, S. N. (O) = 2 atomy + 2 osamělé páry = 4. Proto má čtyřstěnnou elektronovou geometrii a ohnutou molekulární geometrii: