მოლეკულური გეომეტრიის განმარტება

კანდელა როციო ბარბისანი | იან. 2022
ქიმიური ინჟინერი

მოლეკულური გეომეტრიები ამჟამად განისაზღვრება იმის საფუძველზე თეორია ვალენსიის ფენის ელექტრონული წყვილების მოგერიება (TRPECV). ეს თეორია იძლევა ქცევის პროგნოზირების საშუალებას ქიმიური ნივთიერებების (კონკრეტულად კოვალენტური) და ეხმარება გაიგოს განაწილება ელექტრონიკა, რასაც გეომეტრია საქართველოს მოლეკულა. ეს, თავის მხრივ, საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ ნივთიერებების მრავალი თვისება.

ეს თეორია ემყარება ფუნდამენტურ საყრდენებს, რომლებსაც განვიხილავთ და შემდეგ შევეცდებით მათი გაგება განაცხადი პრაქტიკა. უპირველეს ყოვლისა, შეკრული და შეუკავშირებელი (ვალენტური) ელექტრონები განიხილება, როგორც ელექტრონების ზღვა, რომელიც აქვთ ერთი და იგივე ტიპის მუხტი, ისინი იგერიებენ ერთმანეთს, ამიტომ ისინი ყოველთვის მდებარეობენ ცენტრალური ატომისგან შორს. მოლეკულა.

მეორე, ელექტრონების ეს „ზღვა“ ან „ელექტრონული ღრუბელი“ ქმნის ელექტრონების მაღალი სიმკვრივის უბნებს. რომლებიც შედგება ობლიგაციებში, სადაც ელექტრონები არის საერთო ან ელექტრონების წყვილებში, რომლებიც არ არის საერთო. თავის მხრივ, წარმოქმნილი ობლიგაციები შეიძლება იყოს ერთჯერადი, ორმაგი ან თუნდაც სამმაგი.

საბოლოოდ, ამისთვის გადაწყვიტოს მოლეკულური გეომეტრია, ძალიან სასარგებლოა ლუისის სტრუქტურა, სადაც დაითვლება ელექტრონების სიმკვრივის რაოდენობა ცენტრალური ატომის გარშემო და ეს მისცემს მითითება მისი გეომეტრიის სახელწოდებიდან და იმ ფორმისგან, რომელსაც მოლეკულა სამგანზომილებიანად იღებს.

უნდა აღინიშნოს, რომ ეს სიმკვრივეები განლაგდება ერთმანეთისგან რაც შეიძლება შორს, რათა მიიღონ ყველაზე სტაბილური სტრუქტურა და იქ, სადაც ნაკლები მოგერიებაა. ასე ხდება ჯერ ელექტრონული გეომეტრიის იდენტიფიცირება და შემდეგ მოლეკულური გეომეტრია.

სიმკვრივის ექვსი დონე

იმ შემთხვევაში, თუ ცენტრალური ატომის ირგვლივ ორი ​​ელექტრონის სიმკვრივეა, ბმები ერთმანეთისგან შორს იქნება განლაგებული. მათ შორის, ანუ 180º ერთმანეთისგან და, შესაბამისად, მათი ელექტრონული გეომეტრია წრფივია და მოლეკულურადაც წრფივი.

იმ შემთხვევაში, თუ ცენტრალური ატომის ირგვლივ სამი ელექტრონის სიმკვრივეა, არსებობს ორი ვარიანტი: სამი ბმა ან ორი ბმა და ერთი შეუზღუდავი წყვილი. თუ არსებობს სამი ბმა, ელექტრონული გეომეტრია არის ტრიგონალური ბინაბმებს შორის 120º კუთხით და მოლეკულურ გეომეტრიას იგივე სახელი აქვს. ახლა, თუ არის არაშეკრული წყვილი, ისინი ერთმანეთს უფრო მეტად იგერიებენ ინტენსივობა რომ შეკრული მუხტები, შესაბამისად, მიდრეკილია შეკუმშოს კავშირის კუთხეები. თავისუფალ წყვილსა და თითოეულ ბმას შორის კუთხე არის 120º და ელექტრონული გეომეტრია არის ტრიგონალური სიბრტყე, ხოლო მოლეკულური გეომეტრია არის კუთხოვანი.

იმ შემთხვევაში, თუ ცენტრალური ატომის ირგვლივ ოთხი ელექტრონის სიმკვრივეა, ელექტრონული გეომეტრია არის ტეტრაედრული. თუ ოთხივე წყვილი ელექტრონი შეკრულია, მათი მოლეკულური გეომეტრია სახელით ემთხვევა მათ ელექტრონულ გეომეტრიას და ბმის კუთხე არის 109,5º. ახლა, თუ ერთ-ერთი წყვილი თავისუფალია, კავშირის კუთხე მცირდება (107º) და მოლეკულური გეომეტრია არის ტიპიური. ტრიგონალური პირამიდა. და ბოლოს, თუ ორი თავისუფალი წყვილია და ორი შეკრული, კავშირის კუთხე არის 104,5º, ხოლო მოლეკულური გეომეტრია ე.წ. კუთხოვანი.

როდესაც ცენტრალური ატომის გარშემო ელექტრონების სიმკვრივე შეადგენს ხუთს, მას უწოდებენ a ტრიგონალური ბიპირამიდა მისი ელექტრონული გეომეტრია. თუ ყველა დატვირთვა დაკავშირებულია, ეკვატორულად განლაგებულ ბმულებს შორის არის 120ºC კუთხეები და ღერძულსა და ეკვატორულს შორის 90º. ახლა, მოლეკულურ გეომეტრიას ასევე უწოდებენ ტრიგონალურ ბიპირამიდს, ხოლო ოთხი დაკავშირებული წყვილის და ერთი თავისუფალი წყვილის მქონე, მოლეკულური გეომეტრია დამახინჯებულია და ქმნის ცნობილ "როკერი”, აი, სახელი, რომელსაც იძენს დამახინჯებული ტეტრაედონი. მაშინ როცა, თუ ხუთი წყვილი ელექტრონიდან ორი თავისუფალია და სამი მათგანი შეკრულია, მას აქვს „T“ ფორმის გეომეტრია და მისი სახელწოდება სწორედ მისი აგებულებიდან გამომდინარეობს. და ბოლოს, თუ ეს არის საპირისპირო, სამი თავისუფალი წყვილი და ორი შეკრული მუხტი, მოლეკულური გეომეტრია წრფივია.

დაბოლოს, ცენტრალური ატომის ირგვლივ არის ექვსი ელექტრონის სიმკვრივე და იქმნება ოქტაედონი, აქედან მოდის მისი სახელი ელექტრონულ გეომეტრიაში. ანალოგიურად, მოლეკულური გეომეტრია დასახელებულია, თუ მისი ყველა წყვილი დაკავშირებულია. თუ თქვენ გაქვთ ხუთი დაკავშირებული წყვილი და ერთი თავისუფალი წყვილი, მოლეკულური გეომეტრია არის კვადრატული ფუძის პირამიდა. თუ თქვენ გაქვთ ოთხი შეკრული წყვილი და ორი თავისუფალი წყვილი, მოლეკულური გეომეტრია არის კვადრატული ბინა.

ფიგურა: ტკბილი ბუნება