Τι είναι η μοριακή γεωμετρία;

Η μοριακή γεωμετρία είναι ένας όρος που περιγράφει το τρισδιάστατο σχήμα ενός μορίου, δεδομένου του αριθμού των μοναχικών ζευγών και των συνδεδεμένων ατόμων που περιβάλλουν ένα κεντρικό άτομο.Οποιοδήποτε μοναδικό ζευγάρι mdash;Ανεπιθύμητα ζεύγη ηλεκτρονίων mdash;χρησιμοποιούνται κατά τον προσδιορισμό της γεωμετρίας του ζεύγους ηλεκτρονίων και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη με το σχήμα του μορίου λόγω της απωθητικής δράσης τους στα συνδεδεμένα ζεύγη ηλεκτρονίων.Αυτή η απόρριψη μεταξύ των ηλεκτρονίων είναι αυτό που επηρεάζει τις γωνίες μεταξύ των συνδεδεμένων ατόμων και των μοναχικών ζευγών που περιβάλλουν το κεντρικό άτομο.Αυτές οι γωνίες, και όχι ο αριθμός των ατόμων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο, καθορίζουν τη μοριακή γεωμετρία ομοιοπολικά δεσμευμένων μορίων.Τα διαγράμματα που συγκρίνουν τη γεωμετρία του ζεύγους ηλεκτρονίων και τη μοριακή γεωμετρία χρησιμοποιούνται συνήθως για να δείξουν τις επιδράσεις των μοναχικών ζευγών στο σχήμα του μορίου, καθώς τα μόρια χωρίς ζεύγη μοναχών δεν έχουν την ίδια γεωμετρία μοριακής και ηλεκτρονικής ζεύγους.

Μια απλή θεωρία του πώςΤα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται κατά την πρόβλεψη του σχήματος ενός μορίου.Η θεωρία του ζεύγους Electron Electron (VSEPR) δηλώνει ότι τα συνδεδεμένα και τα μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων σθένους θα τοποθετηθούν τόσο μακριά μεταξύ τους όσο μπορούν.Χρησιμοποιώντας αυτή τη θεωρία, το γεωμετρικό σχήμα απλών μοριακών ενώσεων μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια.Άλλες μέθοδοι, όπως η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ, απαιτούνται όταν περιγράφονται το σχήμα σύνθετων οργανικών μορίων, συμπεριλαμβανομένου του γενετικού υλικού και των πρωτεϊνών.

Το απλούστερο μόριο έχει ένα κεντρικό άτομο με δύο πρόσθετα άτομα που συνδέονται με αυτό.Σύμφωνα με τη θεωρία VSEPR, τα δύο συνδεδεμένα άτομα θα τοποθετηθούν οι ίδιοι όσο το δυνατόν πιο μακριά μεταξύ τους, με αποτέλεσμα ένα γραμμικό μοριακό σχήμα.Οι γωνίες μεταξύ των δεσμών είναι 180 μοίρες.Τα ομοιοπολικά δεσμευμένα μόρια με τρία άτομα που περιβάλλουν ένα κεντρικό άτομο και κανέναν ζευγών δεν έχουν τριγωνικό επίπεδο.Αυτό το μόριο έχει γωνίες 120 βαθμών μεταξύ των τριών προσαρτημένων ατόμων και βρίσκεται επίπεδη σε ένα μόνο επίπεδο. Για να τοποθετηθεί κάθε συνδεδεμένο άτομο όσο το δυνατόν πιο μακριά, ένα μόριο με τέσσερα άτομα που περιβάλλουν ένα κεντρικό άτομο και κανέναν ζευγών δεν έχειτετραεδρικό σχήμα.Κάθε γωνία δεσμού είναι 109,5 μοίρες, σχηματίζοντας ένα τετράεδρο με το κεντρικό άτομο στο εσωτερικό.Με τον ίδιο τρόπο, με κάθε πρόσθετο άτομο που συνδέεται με το κεντρικό άτομο, το σχήμα αλλάζει καθώς τα συνδεδεμένα άτομα απομακρύνονται από το ένα το άλλο.Με την παρουσία μοναχικών ζευγών, η μοριακή γεωμετρία του ατόμου αλλάζει, καθώς το μοναδικό ζεύγος ασκεί επίσης την απόρριψη.Ένα μόριο με τρία άτομα και ένα μοναδικό ζευγάρι που περιβάλλει ένα κεντρικό άτομο θα έχει τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα, με το κεντρικό άτομο στην κορυφή της πυραμίδας και τα τρία προσαρτημένα άτομα που ωθείται από το μοναχικό ζευγάρι σε μια θέση κάτω από το κεντρικό άτομο.