تعريف الهندسة الجزيئية

كانديلا روسيو باربيسان | يناير. 2022
مهندس كيميائي

يتم تحديد الهندسة الجزيئية حاليًا بناءً على نظرية تنافر الأزواج الإلكترونية لطبقة فالنسيا (TRPECV). تسمح هذه النظرية بالتنبؤ بالسلوك المواد الكيميائية من المواد (التساهمية على وجه التحديد) وتساعد على فهم توزيع الإلكترونيات ، مما يؤدي إلى الهندسة التابع مركب. وهذا بدوره يسمح لنا بفهم العديد من الخصائص التي تكتسبها المواد.

تستند هذه النظرية إلى سلسلة من الركائز الأساسية التي سنراجعها ثم نحاول فهمها طلب ممارسة. في المقام الأول ، يُنظر إلى الإلكترونات المترابطة وغير المربوطة (التكافؤ) على أنها بحر من الإلكترونات التي ، عن طريق تمتلك نفس النوع من الشحنة ، فهي تتنافر مع بعضها البعض ، لذلك ستكون دائمًا بعيدة عن الذرة المركزية لل مركب.

ثانيًا ، يشكل "بحر" الإلكترونات أو "السحابة الإلكترونية" مناطق ذات كثافة إلكترون عالية ، التي تتكون في روابط ، حيث يتم مشاركة الإلكترونات أو في أزواج من الإلكترونات غير مشتركة. في المقابل ، يمكن أن تكون الروابط التي يتم تشكيلها مفردة أو مزدوجة أو حتى ثلاثية.

أخيرًا ، لـ يقرر الهندسة الجزيئية ، من المفيد جدًا أن يكون لديك بنية لويس ، حيث يتم حساب كمية كثافات الإلكترون حول الذرة المركزية وهذا سيعطي إشارة من اسم هندستها والشكل الذي يتخذه الجزيء ثلاثي الأبعاد.

وتجدر الإشارة إلى أن هذه الكثافات ستكون متباعدة قدر الإمكان ، من أجل اعتماد الهيكل الأكثر استقرارًا وحيث يكون هناك تنافر أقل. هذه هي الطريقة ، أولاً يتم تحديد الهندسة الإلكترونية ثم الهندسة الجزيئية.

ستة مستويات من الكثافة

في حالة وجود كثافتين للإلكترون حول الذرة المركزية ، ستكون الروابط متباعدة بينهما ، أي 180 درجة من بعضها البعض ، وبالتالي ، فإن هندستها الإلكترونية خطية وجزيئية هي أيضًا خطية.

في حالة وجود ثلاث كثافات إلكترونية حول الذرة المركزية ، هناك خياران: ثلاثة روابط أو رابطان وزوج واحد غير منضم. إذا كان هناك ثلاث سندات ، فإن الهندسة الإلكترونية تكون شقة ثلاثية، مع زوايا 120 درجة بين الروابط ، تأخذ الهندسة الجزيئية نفس الاسم. الآن ، إذا كان هناك زوج غير مرتبط ، فإنهم يتنافرون مع المزيد الشدة وبالتالي تميل الرسوم المترابطة إلى ضغط زوايا الرابطة. الزاوية بين الزوج الحر وكل رابطة هي 120 درجة والهندسة الإلكترونية هي المستوى المثلثي بينما الهندسة الجزيئية زاوية.

في حالة وجود أربع كثافات إلكترونية حول الذرة المركزية ، تكون الهندسة الإلكترونية رباعية السطوح. إذا تم ربط الأزواج الأربعة من الإلكترونات ، فإن هندستها الجزيئية تتوافق مع هندستها الإلكترونية وتكون زاوية الرابطة 109.5 درجة. الآن ، إذا كان أحد الأزواج مجانيًا ، فإن زاوية الرابطة تصبح أصغر (107 درجة) والهندسة الجزيئية هي نوع الهرم الثلاثي. أخيرًا ، إذا كان اثنان من الأزواج الحرة واثنان مرتبطان ، فإن زاوية الرابطة هي 104.5º بينما تسمى الهندسة الجزيئية الزاوي.

عندما تصل كثافة الإلكترون حول الذرة المركزية إلى خمسة ، يطلق عليها a ثلاثي الزوايا بيبيراميد هندستها الإلكترونية. إذا تم ربط جميع الأحمال ، فهناك زوايا مقدارها 120 درجة مئوية بين الروابط الموجودة في خط الاستواء و 90 درجة بين المحوري مع الروابط الاستوائية. الآن ، تسمى الهندسة الجزيئية أيضًا Trigonal Bipyramid بينما ، مع وجود أربعة أزواج مرتبطة وزوج واحد حر ، يتم تشويه الهندسة الجزيئية لتشكيل ما هو معروف جيدًا "الروك"، هناك الاسم الذي تكتسبه رباعي السطوح مشوهة. في حين أنه إذا كان اثنان من أزواج الإلكترونات الخمسة أحرارًا وثلاثة منهم مرتبطون ، فسيكون له شكل هندسي على شكل "T" ويعود اسمه تحديدًا إلى بنيته. أخيرًا ، إذا كان العكس ، ثلاثة أزواج حرة وشحنتين مرتبطتين ، فإن الهندسة الجزيئية تكون خطية.

أخيرًا ، هناك ست كثافات إلكترون حول الذرة المركزية ويتم تشكيل ثماني السطوح ، ومن هنا جاء اسمه في الهندسة الإلكترونية. وبالمثل ، تتم تسمية الهندسة الجزيئية إذا كانت كل أزواجها مرتبطة. إذا كان لديك خمسة أزواج مرتبطة وزوجًا واحدًا مجانيًا ، فإن الهندسة الجزيئية هي هرم قاعدة مربعة. إذا كان لديك أربعة أزواج مرتبطة واثنين من الأزواج الحرة ، فإن الهندسة الجزيئية تكون كذلك شقة مربعة.

الشكل: الطبيعة الحلوة