Ero elektronien geometrian ja molekyylin geometrian välillä

Kemia on aineen tutkimus ja se käsittelee monia tapoja, joilla yhden tyyppinen aine voidaan muuttaa toiseksi. Tiedetään, että kaikki aine on valmistettu yhdestä tai useammasta noin sadasta erityyppisestä atomista. Kaikki atomit koostuvat kolmesta perushiukkasesta - protoneista, elektronista ja neutroneista. Molekyyli koostuu ryhmästä, joka koostuu kahdesta tai useammasta atomista, jotka pidetään yhdessä tietyssä geometrisessa kuviossa. Kun kaksi tai useampia atomeja pidetään vahvasti yhdessä molekyylin muodostamiseksi, kunkin atomin ja sen lähinaapureiden välillä on kemiallisia sidoksia. Molekyylin muoto välittää runsaasti tietoa ja ensimmäinen askel molekyylin kemiallisen ymmärtämisen kannalta on tuntea sen geometria.

Molekyyligeometria viittaa yksinkertaisesti molekyylin muodostavien atomien kolmiulotteiseen järjestelyyn. Termiä rakenne käytetään pikemminkin tietyssä mielessä atomien yhteyksien osoittamiseksi. Molekyylin muoto määritetään toisiinsa sitoutuneiden atomien välien etäisyyksien perusteella. Molekyylien geometria määritetään Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR) -teorialla - malli, jota käytetään määrittämään molekyylin yleinen muoto perustuen elektroniparien lukumäärään keskusatomin ympärillä. Molekyylin geometria annetaan joko elektronigeometriana tai molekyylin geometriana.

Mikä on elektronigeometria?

Termi elektronigeometria viittaa keskusatomin elektroniparien / ryhmien / domeenien geometrian nimeen riippumatta siitä ovatko ne sidoselektroneja vai sitoutumattomia elektroneja. Elektroniparit määritellään elektroneiksi pareittain tai sidoksina, yksinäisiksi pareiksi tai joskus yhdestä parittomasta elektronista. Koska elektronit ovat aina jatkuvassa liikkeessä ja niiden polkuja ei voida määritellä tarkasti, molekyylin elektronien järjestely kuvataan elektronitiheyden jakautuman perusteella. Otetaan esimerkki metaanista, jonka kemiallinen kaava on CH₄. Tässä keskiatomi on hiili, jossa on 4 valenssielektronia ja 4 vetyosaelektronia, joissa on 1 hiili, jolloin muodostuu 4 kovalenttia sidosta. Tämä tarkoittaa, että hiilen ympärillä on kaikkiaan 8 elektronia ja ei ole yksittäisiä sidoksia, joten yksinäisten parien lukumäärä täällä on 0. Se ehdottaa CH₄ on tetraedrinen geometria.

Mikä on molekyylin geometria?

Molekyylin geometriaa käytetään määrittämään molekyylin muoto. Se viittaa yksinkertaisesti molekyylin atomien kolmiulotteiseen järjestelyyn tai rakenteeseen. Yhdisteen molekyylin geometrian ymmärtäminen auttaa määrittämään reaktiivisuuden, napaisuuden, värin, aineen vaiheen ja magneettisuuden. Molekyylin geometria kuvataan yleensä sidoksen pituuksien, sidoskulmien ja vääntökulmien suhteen. Pienille molekyyleille molekyylikaava ja tavanomaisten sidosten pituuksien ja kulmien taulukko voivat olla kaikki mitä tarvitaan molekyylin geometrian määrittämiseen. Toisin kuin elektronigeometria, se ennustetaan ottamalla huomioon vain elektroniparit. Otetaan esimerkki vedestä (H₂O). Tässä happi (O) on keskiatomi, jolla on 6 valenssielektronia, joten se tarvitsee 2 muuta elektronia 2 vetyatomista oktettinsa loppuun saattamiseksi. Joten on 4 elektroniryhmää, jotka on järjestetty tetraedriseen muotoon. Siellä on myös 2 yksisidosparia, joten tuloksena oleva muoto taipuu.

Ero elektronien geometrian ja molekyylin geometrian välillä

Elektronigeometrian ja molekyyligeometrian terminologia

 Termi elektronigeometria viittaa keskusatomin elektroniparien / ryhmien / domeenien geometrian nimeen riippumatta siitä ovatko ne sidoselektroneja vai sitoutumattomia elektroneja. Se auttaa ymmärtämään kuinka eri elektroniryhmät ovat järjestetty molekyyliin. Molekyylin geometria puolestaan ​​määrittää molekyylin muodon ja se on molekyylin atomien kolmiulotteinen rakenne. Se auttaa ymmärtämään koko atomin ja sen järjestelyn.

Geometria

Molekyylin geometria määritetään vain sitoutuvien elektroniparien perusteella, mutta ei elektroniparien lukumäärän perusteella. Se on kolmiulotteinen muoto, jonka molekyyli miehittää avaruudessa. Molekyyligeometria on myös määritelty atomiytimien paikoiksi molekyylissä. Toisaalta molekyylin elektronigeometria määritetään sekä sitoutuvien elektroniparien että yksinäisten elektroniparien perusteella. Elektronien geometria voidaan määrittää käyttämällä VESPR-teoriaa.

Esimerkkejä elektronigeometriasta ja molekyyligeometriasta

Yksi monista esimerkkeistä tetraedristen elektronien geometriasta on Ammoniakki (NH₃). Keskusatomi on tässä N ja neljä elektroniparia jakautuvat tetraedron muodossa vain yhden yksinäisen elektroniparin kanssa. Siten NH3: n elektronigeometria on tetraedrinen. Sen molekyyligeometria on kuitenkin trigonaalinen pyramidinen, koska sidoskulmat ovat 107 astetta, koska vetyatomeja hylkivät yksinäiset elektronit typen ympärillä. Samoin veden molekyyligeometria (H₂O) taivutetaan, koska siinä on 2 yksisidosparia.

Elektronigeometria vs. molekyylin geometria: vertailukaavio

Yhteenveto elektronien geometriasta vs. Molekyylin geometria

Sekä elektronigeometria että molekyyligeometria seuraavat Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR) -mallia molekyylin yleisen muodon määrittämiseksi perustuen elektroniparien lukumäärään keskusatomin ympärillä. Molekyylin geometria määritetään kuitenkin yksinomaan sitoutuvien elektroniparien perusteella, ei elektroniparien lukumäärän perusteella, kun taas elektronien geometria määritetään sekä sitoutuvien elektroniparien että yksinäisten elektroniparien perusteella. Kun molekyylissä ei ole yksinäisiä elektronipareja, elektronien geometria on sama kuin molekyylin muoto. Kuten sanoimme, molekyylin muoto kertoo siitä paljon ja molekyylin kemiallisen ymmärtämisen ensimmäinen askel on määrittää sen geometria.