Химията е изучаване на материята и тя се занимава с многото начини, по които един вид материя може да бъде променен в друг вид. Известно е, че цялата материя е направена от един или повече от около сто различни вида атом. Всички атоми са съставени от три основни частици - протони, електрони и неутрони. Молекулата се състои от група от два или повече атома, държани заедно в определен геометричен модел. Когато два или повече атома са силно задържани заедно, за да образуват молекула, между всеки атом и неговите близки съседи има химически връзки. Формата на молекулата пренася богата информация и първата стъпка към разбирането на химията на молекулата е да се знае нейната геометрия.

Молекулярната геометрия просто се отнася до триизмерното подреждане на атомите, които представляват молекула. Терминът структура по-скоро се използва в известен смисъл, за да обозначава просто свързаността на атомите. Формата на молекулата се определя по отношение на разстоянията между атомните ядра, които са свързани заедно. Геометрията на молекулите се определя от теорията за електронно-двойно отблъскване на Валент-Шел (VESPR) - модел, използван за определяне на общата форма на молекулата въз основа на броя електронни двойки около централен атом. Геометрията на една молекула е дадена или като електронна геометрия, или като молекулна геометрия.

Какво е електронна геометрия?

Терминът електронна геометрия се отнася до името на геометрията на електронната двойка / групи / домейни на централния атом, независимо дали те свързват електрони или несвързващи електрони. Електронните двойки се дефинират като електрони по двойки или връзки, самотни двойки или понякога един неспарен електрон. Тъй като електроните са винаги в постоянно движение и техните пътища не могат да бъдат точно определени, подредбата на електроните в молекула е описана по отношение на разпределение на електронната плътност. Да вземем пример с метан, чиято химична формула е СН4. Тук централният атом е въглерод с 4 валентни електрона и 4 водородни електрона с 1 въглерод, за да образува 4 ковалентни връзки. Това означава, че има около 8 електрона около въглерода и няма единични връзки, така че броят на самотните двойки тук е 0. Това предполага, че СН4 е тетраедрична геометрия.

Какво е молекулярна геометрия?

Молекулярната геометрия се използва за определяне на формата на молекула. Просто се отнася до триизмерното подреждане или структура на атомите в молекула. Разбирането на молекулната геометрия на съединението помага да се определи реакционната способност, полярността, цвета, фазата на веществото и магнетизма. Геометрията на молекулата обикновено се описва по отношение на дължината на връзката, ъглите на връзката и торсионните ъгли. За малки молекули молекулната формула и таблица със стандартни дължини и ъгли на връзката могат да бъдат всичко, което е необходимо за определяне на геометрията на молекулата. За разлика от електронната геометрия, тя се прогнозира, като се вземат предвид само електронните двойки. Да вземем пример за вода (H2O). Тук кислородът (О) е централният атом с 6 валентни електрона, така че за да завърши своя октет са необходими още 2 електрона от 2 водородни атома. Така че има 4 електронни групи, подредени в тетраедрична форма. Има и 2 единични двойки връзки, така че получената форма е огъната.

Разлика между електронна геометрия и молекулярна геометрия

Терминология за електронна геометрия и молекулярна геометрия

Терминът електронна геометрия се отнася до името на геометрията на електронната двойка / групи / домейни на централния атом, независимо дали те свързват електрони или несвързващи електрони. Помага да се разбере как в една молекула са подредени различни електронни групи. Молекулярната геометрия, от друга страна, определя формата на молекула и тя е триизмерната структура на атомите в молекула. Той помага да се разбере целият атом и неговото подреждане.

геометрия

Геометрията на молекулата се определя въз основа само на свързващи електронни двойки, но не и на броя електронни двойки. Това е триизмерната форма, която молекулата заема в пространството. Молекулярната геометрия се дефинира и като позициите на атомните ядра в молекулата. Електронната геометрия на молекула, от друга страна, се определя въз основа както на свързващи електронни двойки, така и на самотни електронни двойки. Геометрията на електроните може да бъде определена с помощта на теорията VESPR.

Примери за електронна геометрия и молекулярна геометрия

Един от многото примери за тетраедрична електронна геометрия е амонякът (NH3). Централният атом тук е N и четири електронни двойки са разпределени във формата на тетраедър само с една самотна двойка електрон. Така електронната геометрия на NH3 е тетраедрична. Молекулярната му геометрия обаче е триъгълна пирамидална, тъй като ъглите на връзката са 107 градуса, тъй като водородните атоми се отблъскват от самотната двойка електрони около азота. По подобен начин молекулната геометрия на водата (H2O) е огъната, защото има 2 единични двойки връзки.

Електронна геометрия срещу молекулярна геометрия: сравнителна диаграма

Обобщение на електронната геометрия Vs. Молекулярна геометрия

Както електронната геометрия, така и молекулярната геометрия следват модела на Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR) за определяне на общата форма на молекулата въз основа на броя електронни двойки около централен атом. Молекулярната геометрия обаче се определя единствено въз основа на свързващите електронни двойки, а не броя на електронните двойки, докато геометрията на електрон се определя въз основа както на свързващи електронни двойки, така и на самотни електронни двойки. Когато в молекула не присъстват самотни двойки електрони, геометрията на електроните е същата като молекулната форма. Както казахме, формата на молекула говори много за нея и първата стъпка към разбирането на химията на молекулата е да се определи нейната геометрия.

Препратки

  • Кредит за изображение: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/17/O-1057_molecular_geometry.svg/500px-O-1057_molecular_geometry.svg.png
  • Кредит за изображение: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ea/Electron_configuration_iron.svg/500px-Electron_configuration_iron.svg.png
  • Gillespie, Ronald и Istvan Hargittai. VSEPR Модел на молекулярната геометрия. Челмсфорд, Масачузетс: Куриерска корпорация, 2013. Печат
  • Роджър, Алисън и Марк Роджър. Молекулярна геометрия. Оксфорд: Бътъруърт-Хайнман, 2014. Печат
  • Наведено, Хенри. Молекули и химическа връзка. Блумингтън, Индиана: Издателство Трафорд, 2011. Печат