Erinevus elektronide ja molekulaarsete geomeetriate vahel

Keemia on mateeria uurimine ja see käsitleb paljusid võimalusi, kuidas ühte tüüpi ainet saab muuta teist tüüpi. On teada, et kogu mateeria on valmistatud ühest või enamast umbes sajast erinevast aatomist. Kõik aatomid koosnevad kolmest põhiosakesest - prootonitest, elektronidest ja neutronitest. Molekul koosneb kahest või enamast aatomist, mida hoitakse kindla geomeetrilise mustriga koos. Kui kaks või enam aatomit on molekuli moodustamiseks tugevalt koos, on iga aatomi ja selle lähinaabrite vahel keemilised sidemed. Molekuli kuju edastab palju teavet ja esimene samm molekuli keemia mõistmiseks on selle geomeetria tundmine.

Molekulaarne geomeetria viitab lihtsalt molekuli moodustavate aatomite kolmemõõtmelisele paigutusele. Mõistet struktuur kasutatakse pigem teatud mõttes aatomite ühenduvuse tähistamiseks. Molekuli kuju määratakse omavahel seotud aatomituumade vaheliste kauguste järgi. Molekulide geomeetria määratakse Valence-Shell elektronpaaride repulsiooni (VESPR) teooria abil - mudel, mida kasutatakse molekuli üldkuju määramiseks, tuginedes tsentraalse aatomi ümber paiknevate elektronide paaride arvule. Molekuli geomeetria antakse kas elektronide geomeetriana või molekulaarse geomeetriana.

Mis on elektronide geomeetria?

Mõiste elektronide geomeetria tähistab kesksel aatomil asuvate elektronide paari / rühmade / domeenide geomeetria nime, olenemata sellest, kas need on sidestavad elektronid või mittesidevad elektronid. Elektronpaare määratletakse elektronidena paarides või sidemetes, üksikpaaridena või mõnikord ühe paarimata elektronina. Kuna elektronid on alati pidevas liikumises ja nende teekondi ei ole võimalik täpselt määratleda, kirjeldatakse elektronide paigutust molekulis elektronide tiheduse jaotuse osas. Võtame näite metaanist, mille keemiline valem on CH₄. Keskne aatom on siin 4 valentselektroni ja 4 vesiniku jagatud elektroni koos 1 süsinikuga süsinik, moodustades 4 kovalentset sidet. See tähendab, et süsiniku ümber on kokku 8 elektroni ja üksikuid sidemeid pole, seega on siin üksikute paaride arv 0. See soovitab CH₄ on tetraedriline geomeetria.

Mis on molekulaarne geomeetria?

Molekuli kuju määramiseks kasutatakse molekulaarset geomeetriat. See viitab lihtsalt molekuli aatomite kolmemõõtmelisele paigutusele või struktuurile. Ühendi molekulaarse geomeetria mõistmine aitab määrata reaktsioonivõimet, polaarsust, värvi, aine faasi ja magnetilisust. Molekuli geomeetriat kirjeldatakse tavaliselt sidemete pikkuste, sideme nurkade ja väändenurkade osas. Väikeste molekulide korral võivad molekuli geomeetria määramiseks vajalik olla molekulaarvalem ning standardsete sidemete pikkuste ja nurkade tabel. Erinevalt elektronide geomeetriast ennustatakse seda, võttes arvesse ainult elektronpaare. Võtame näite veest (H₂O). Siin on hapnik (O) 6 valentselektroniga keskne aatom, nii et okteti täitmiseks on vaja veel 2 elektroni kahest vesinikuaatomist. Niisiis on 4 elektronrühma, mis on paigutatud tetraeedrilisse kuju. Samuti on 2 üksiksidemepaari, nii et saadud kuju on painutatud.

Erinevus elektronide ja molekulaarsete geomeetriate vahel

Elektroni ja molekulaarse geomeetria terminoloogia

 Mõiste elektronide geomeetria tähistab kesksel aatomil asuvate elektronide paari / rühmade / domeenide geomeetria nime, olenemata sellest, kas need on sidestavad elektronid või mittesidevad elektronid. See aitab mõista, kuidas molekulis on erinevad elektronirühmad. Molekulaarne geomeetria seevastu määrab molekuli kuju ja see on molekuli aatomite kolmemõõtmeline struktuur. See aitab mõista kogu aatomit ja selle paigutust.

Geomeetria

Molekuli geomeetria määratakse ainult siduvate elektronide paaride, kuid mitte elektronide paaride arvu põhjal. See on kolmemõõtmeline kuju, mille molekul hõivab kosmoses. Molekulaarset geomeetriat määratletakse ka aatomituumade positsioonidena molekulis. Teisalt määratakse molekuli elektrongeomeetria nii siduvate elektronide kui ka üksikute elektronide paaride põhjal. Elektronide geomeetriat saab määrata VESPR teooria abil.

Näited elektronide geomeetriast ja molekulaarsest geomeetriast

Üks paljudest tetraeedriliste elektronide geomeetria näidetest on ammoniaak (NH₃). Keskne aatom on siin N ja neli elektronipaari on jaotatud tetraeedri kujul ainult ühe üksiku elektronide paariga. Seega on NH3 elektronide geomeetria tetraeedriline. Selle molekulaarne geomeetria on siiski trigonaalne püramiidne, kuna sideme nurgad on 107 kraadi, kuna vesinikuaatomid tõrjuvad üksildane elektronide paar lämmastiku ümber. Samamoodi on vee molekulaarne geomeetria (H₂O) on painutatud, kuna seal on 2 üksiksidemepaari.

Elektroni geomeetria vs molekulaarne geomeetria: võrdlusdiagramm

Kokkuvõte elektronide geomeetriast vs. Molekulaarne geomeetria

Nii elektronide geomeetria kui ka molekulaarne geomeetria järgivad mudelit Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR), et määrata molekuli üldkuju, tuginedes tsentraalse aatomi ümber paiknevate elektronide paaride arvule. Kuid molekulaarne geomeetria määratakse üksnes siduvate elektronide paaride, mitte elektronide paari arvu alusel, samas kui elektronide geomeetria määratakse nii siduvate elektronide paaride kui ka üksikute elektronide paaride põhjal. Kui molekulis pole üksikuid elektronide paare, on elektronide geomeetria sama mis molekuli kuju. Nagu me ütlesime, ütleb molekuli kuju selle kohta palju ja molekuli keemia mõistmise esimene samm on selle geomeetria määramine.