Elektronenpaargeometrie versus moleculaire geometrie
De geometrie van een molecuul is belangrijk bij het bepalen van de eigenschappen, zoals kleur, magnetisme, reactiviteit, polariteit, enz. Er zijn verschillende methoden om de geometrie te bepalen. Er zijn veel soorten geometrieën. Lineair, gebogen, trigonaal vlak, trigonaal piramidaal, tetraëdrisch, octaëdrisch zijn enkele van de meest voorkomende geometrieën.
Wat is moleculaire geometrie?
Moleculaire geometrie is de driedimensionale opstelling van atomen van een molecuul in de ruimte. Atomen zijn op deze manier gerangschikt om de afstoting van de binding-binding, de afstoting van een alleen-bond-paar en de afstoting van alleen-een-een-paar te minimaliseren. Moleculen met hetzelfde aantal atomen en elektronenparen hebben de neiging om dezelfde geometrie te huisvesten. Daarom kunnen we de geometrie van een molecuul bepalen door enkele regels in overweging te nemen. VSEPR-theorie is een model dat kan worden gebruikt om de moleculaire geometrie van moleculen te voorspellen met behulp van het aantal valentie-elektronenparen. Als de moleculaire geometrie echter wordt bepaald door de VSEPR-methode, moet alleen rekening worden gehouden met de bindingen, niet met de alleenstaande paren. Experimenteel kan de moleculaire geometrie worden waargenomen met behulp van verschillende spectroscopische methoden en diffractiemethoden.
Wat is elektronenpaargeometrie?
Bij deze methode wordt de geometrie van een molecuul voorspeld door het aantal valentie-elektronenparen rond het centrale atoom. Valentieschil-elektronenpaarafstoting of VSEPR-theorie voorspelt de moleculaire geometrie door deze methode. Om de VSEPR-theorie toe te passen, moeten we enkele aannames doen over de aard van binding. Bij deze methode wordt aangenomen dat de geometrie van een molecuul alleen afhangt van elektron-elektron-interacties. Verder worden de volgende veronderstellingen gemaakt door de VSEPR-methode.
• Atomen in een molecuul zijn met elkaar verbonden door elektronenparen. Dit worden verbindingsparen genoemd.
• Sommige atomen in een molecuul kunnen ook elektronenparen bezitten die niet bij de binding betrokken zijn. Dit worden eenzame paren genoemd.
• De bindingsparen en alleenstaande paren rond elk atoom in een molecuul nemen posities in waar hun onderlinge interacties worden geminimaliseerd.
• Alleenstaande paren nemen meer ruimte in beslag dan verbindingsparen.
• Dubbele banden nemen meer plaatsen in beslag dan een enkele band.
Om de geometrie te bepalen, moet eerst de Lewis-structuur van het molecuul worden getekend. Vervolgens moet het aantal valentie-elektronen rond het centrale atoom worden bepaald. Alle enkelvoudig gebonden groepen worden toegewezen als gedeeld elektronenpaarbindingstype. De coördinatiegeometrie wordt alleen bepaald door het σ-raamwerk. De centrale atoomelektronen die betrokken zijn bij de π-binding moeten worden afgetrokken. Als het molecuul een algehele lading heeft, moet deze ook aan het centrale atoom worden toegewezen. Het totale aantal elektronen dat bij het raamwerk hoort, moet door 2 worden gedeeld om het aantal σ elektronenparen te geven. Afhankelijk van dat aantal kan vervolgens geometrie aan het molecuul worden toegewezen. Hieronder volgen enkele van de algemene moleculaire geometrieën.
Als het aantal elektronenparen 2 is, is de geometrie lineair.
Aantal elektronenparen: 3 Geometrie: trigonaal vlak
Aantal elektronenparen: 4 Geometrie: tetraëdrische
Aantal elektronenparen: 5 Geometrie: trigonaal bipyramidaal
Aantal elektronenparen: 6 Geometrie: octaëdrisch
Wat is het verschil tussen elektronenpaar en moleculaire geometrieën?
• Bij het bepalen van de geometrie van elektronenparen worden alleenstaande paren en bindingen in aanmerking genomen en bij het bepalen van moleculaire geometrie worden alleen gebonden atomen in aanmerking genomen.
• Als er geen alleenstaande paren rond het centrale atoom zijn, is de moleculaire geometrie dezelfde als die van de elektronenparen. Als er echter alleenstaande paren bij betrokken zijn, zijn beide geometrieën verschillend.
