Elektronová geometrie a molekulární geometrie
Chemie je studium hmoty a zabývá se mnoha způsoby, jak lze jeden druh hmoty změnit na jiné druhy. Je známo, že veškerá hmota je vyrobena z jednoho nebo více z asi sto různých druhů atomů. Všechny atomy jsou složeny ze tří základních částic - protonů, elektronů a neutronů. Molekula se skládá ze skupiny dvou nebo více atomů držených dohromady v určitém geometrickém vzoru. Když jsou dva nebo více atomů pevně drženy dohromady za vzniku molekuly, existují chemické vazby mezi každým atomem a jeho blízkými sousedy. Tvar molekuly přináší množství informací a prvním krokem k pochopení chemie molekuly je znát její geometrii.
Molekulární geometrie prostě odkazuje na trojrozměrné uspořádání atomů, které tvoří molekulu. Termínová struktura je spíše používána v tom smyslu, aby naznačovala prostě propojení atomů. Tvar molekuly se určuje z hlediska vzdáleností mezi atomovými jádry, které jsou spojeny dohromady. Geometrie molekul je určena váhou typu Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR) - model používaný ke stanovení obecného tvaru molekuly na základě počtu párů elektronů kolem centrálního atomu. Geometrie molekuly je dána buď jako geometrie elektronů nebo molekulární geometrie.
Co je elektronová geometrie?
Termín elektronová geometrie se vztahuje k názvu geometrie elektronových párů / skupin / domén na centrálním atomu, ať už jsou to vazebné elektrony nebo nevázané elektrony. Elektronové páry jsou definovány jako elektrony ve dvojicích nebo vazbách, osamělé páry nebo někdy jediný nepárový elektron. Protože elektrony jsou vždy v neustálém pohybu a jejich dráhy nemohou být přesně definovány, uspořádání elektronů v molekule je popsáno z hlediska distribuce elektronové hustoty. Vezměme si příklad metanu, jehož chemický vzorec je CH4. Zde je centrálním atomem uhlík se 4 valenčními elektrony a 4 atomy vodíku s 1 atomem uhlíku, čímž vzniknou 4 kovalentní vazby. To znamená, že kolem uhlíku je celkem 8 elektronů a neexistují žádné jednoduché vazby, takže počet osamělých párů je 0. To naznačuje CH4 je tetraedrální geometrie.
Co je to molekulární geometrie?
Molekulární geometrie se používá k určení tvaru molekuly. Jednoduše odkazuje na trojrozměrné uspořádání nebo strukturu atomů v molekule. Pochopení molekulární geometrie sloučeniny pomáhá určit reaktivitu, polaritu, barvu, fázi hmoty a magnetismus. Geometrie molekuly je obvykle popsána z hlediska délky vazeb, úhlů vazby a torzních úhlů. Pro malé molekuly může být molekulární vzorec a tabulka standardních délek vazeb a úhlů nezbytná pro stanovení geometrie molekuly. Na rozdíl od geometrie elektronů se předpokládá, že se zvažují pouze páry elektronů. Ukážeme si příklad vody (H2Ó). Zde je kyslík (O) centrálním atomem se 6 valenčními elektrony, takže vyžaduje 2 další elektrony ze 2 atomů vodíku, aby dokončily svůj oktet. Takže tam jsou 4 skupiny elektronů uspořádané v tetrahedral tvaru. Existují také 2 páry jednoduchých vazeb, takže výsledný tvar je ohnutý.
Rozdíl mezi elektronovou geometrií a molekulární geometrií
Terminologie pro elektronovou geometrii a molekulární geometrii
Termín elektronová geometrie se vztahuje k názvu geometrie elektronových párů / skupin / domén na centrálním atomu, ať už jsou to vazebné elektrony nebo nevázané elektrony. Pomáhá pochopit, jak jsou v molekule uspořádány různé skupiny elektronů. Molekulární geometrie na druhé straně určuje tvar molekuly a je to trojrozměrná struktura atomů v molekule. Pomáhá pochopit celý atom a jeho uspořádání.
Geometrie
Geometrie molekuly se určuje pouze na základě dvojice elektronových vazeb, nikoli však počtu elektronových párů. Jedná se o trojrozměrný tvar, který molekula zaujímá ve vesmíru. Molekulární geometrie je také definována jako polohy atomových jader v molekule. Elektronová geometrie molekuly se na druhé straně určuje na základě dvojic elektronových vazeb a dvojic elektronů. Elektronová geometrie může být určena pomocí teorie VESPR.
Příklady elektronové geometrie a molekulární geometrie
Jedním z mnoha příkladů tetraedrální elektronové geometrie je amoniak (NH3). Centrální atom je zde N a čtyři elektronové páry jsou distribuovány ve tvaru čtyřstěnu s pouze jedním osamělým elektronovým párem. Proto je elektronová geometrie NH3 tetrahedrální. Nicméně jeho molekulární geometrie je trigonalní pyramidální, protože úhly vazby jsou 107 stupňů, protože atomy vodíku jsou odpuzovány osamělým párem elektronů okolo dusíku. Podobně molekulární geometrie vody (H2O) je ohnuto, protože existují dva páry jednoduchých vazeb.
Elektronová geometrie vs. molekulární geometrie: srovnávací graf
Shrnutí elektronové geometrie Vs. Molekulární geometrie
Jak geometrie elektronů, tak molekulární geometrie sledují model VSEPR (Valence-Shell Electron-Pair Repulsion) pro určení obecného tvaru molekuly založeného na počtu elektronových párů kolem centrálního atomu.Nicméně molekulární geometrie je určena pouze na základě vazebných elektronových párů, nikoliv počtu elektronových párů, zatímco geometrie elektronů je určena na základě dvojic elektronových vazeb a dvojic elektronů. Když v molekule nejsou přítomny žádné dvojice elektronů, elektronová geometrie je stejná jako molekulární tvar. Jak jsme řekli, tvar molekuly o tom hodně říká a první krok k pochopení chemie molekuly je určit její geometrii.
