Hình học phân tử là gì?

Hình học phân tử là một thuật ngữ mô tả hình dạng ba chiều của một phân tử, với số lượng các cặp đơn độc và các nguyên tử liên kết xung quanh một nguyên tử trung tâm.Bất kỳ cặp đơn độc mdash;các cặp electron mdash không được điều trị;được sử dụng khi xác định hình học cặp electron và phải được xem xét trong hình dạng của phân tử do tác dụng đẩy của chúng trên các cặp electron ngoại quan.Sự đẩy lùi giữa các electron là những gì ảnh hưởng đến các góc giữa các nguyên tử liên kết và bất kỳ cặp đơn độc nào xung quanh nguyên tử trung tâm.Những góc này, thay vì số lượng nguyên tử gắn vào nguyên tử trung tâm, xác định hình học phân tử của các phân tử liên kết cộng hóa trị.Các biểu đồ so sánh hình học cặp electron và hình học phân tử thường được sử dụng để hiển thị các tác động của các cặp đơn độc lên hình dạng của phân tử, vì các phân tử không có cặp đơn độc có cùng một hình học cặp phân tử và cặp điện tử.Các electron hoạt động được sử dụng khi dự đoán hình dạng của một phân tử.Lý thuyết về lực đẩy cặp electron Valence Shell (VSEPR) nói rằng các cặp electron hóa trị liên kết và đơn độc sẽ tự định vị cách xa nhau nhất có thể.Sử dụng lý thuyết này, hình dạng hình học của các hợp chất phân tử đơn giản có thể được xác định chính xác.Các phương pháp khác, chẳng hạn như tinh thể học tia X, là cần thiết khi mô tả hình dạng của các phân tử hữu cơ phức tạp bao gồm vật liệu di truyền và protein.

phân tử đơn giản nhất có một nguyên tử trung tâm có hai nguyên tử bổ sung liên kết với nó.Theo lý thuyết VSEPR, hai nguyên tử liên kết sẽ tự định vị cách xa nhau nhất có thể, dẫn đến hình dạng phân tử tuyến tính.Các góc giữa các liên kết là 180 độ.Các phân tử liên kết cộng hóa trị với ba nguyên tử bao quanh một nguyên tử trung tâm và không có cặp đơn độc nào có hình dạng phẳng lượng giác.Phân tử này có các góc 120 độ giữa ba nguyên tử được gắn và nằm phẳng trong một mặt phẳng. Để định vị từng nguyên tử liên kết càng xa càng tốt, một phân tử có bốn nguyên tử bao quanh một nguyên tử trung tâm và không có cặp đơn độc nào có mộtHình dạng tứ diện.Mỗi góc liên kết là 109,5 độ, tạo thành một tứ diện với nguyên tử trung tâm ở bên trong.Theo cách tương tự, với mỗi nguyên tử bổ sung liên kết với nguyên tử trung tâm, hình dạng thay đổi khi các nguyên tử liên kết đẩy ra khỏi nhau.Với sự hiện diện của các cặp đơn độc, hình học phân tử của nguyên tử thay đổi, vì cặp đơn độc cũng tác dụng đẩy.Một phân tử có ba nguyên tử và một cặp đơn độc xung quanh một nguyên tử trung tâm sẽ có hình dạng kim tự tháp sinh lượng