0 просмотров

Введение в молекулярную геометрию

Трехмерное расположение атомов в молекуле

  • Делиться
  • флипборд
  • Эл. адрес

Большинство наборов молекулярных моделей включают правильные валентные углы для атомов, чтобы вы могли видеть молекулярную геометрию молекул при их создании.

Большинство наборов молекулярных моделей включают правильные валентные углы для атомов, чтобы вы могли видеть молекулярную геометрию молекул при их создании. Гжегож Томасюк / EyeEm / Getty Images

  • Доктор биомедицинских наук, Университет Теннесси в Ноксвилле
  • Бакалавр физико-математических наук, Гастингсский колледж

Доктор Хельменстин имеет докторскую степень. в области биомедицинских наук и является научным писателем, педагогом и консультантом. Она преподавала научные курсы в средней школе, колледже и аспирантуре.

Молекулярная геометрия или молекулярная структура — это трехмерное расположение атомов внутри молекулы. Важно уметь предсказывать и понимать молекулярную структуру молекулы, потому что многие свойства вещества определяются его геометрией. Примеры этих свойств включают полярность, магнетизм, фазу, цвет и химическую активность. Молекулярную геометрию также можно использовать для предсказания биологической активности, разработки лекарств или расшифровки функции молекулы.

Валентная оболочка, связывающие пары и модель VSEPR

Трехмерная структура молекулы определяется ее валентными электронами, а не ядром или другими электронами в атомах. Самые внешние электроны атома являются его валентными электронами. Валентные электроны — это электроны, которые чаще всего участвуют в формировании связей и создании молекул.

Пары электронов являются общими для атомов в молекуле и удерживают атомы вместе. Эти пары называются «связующими парами».

Один из способов предсказать, как электроны внутри атомов будут отталкивать друг друга, — это применить модель VSEPR (отталкивание электронной пары от валентной оболочки). VSEPR можно использовать для определения общей геометрии молекулы.

Предсказание молекулярной геометрии

Вот диаграмма, описывающая обычную геометрию молекул на основе их связывающих свойств. Чтобы использовать этот ключ, сначала нарисуйте структуру Льюиса для молекулы. Подсчитайте, сколько электронных пар присутствует, включая как связывающие пары, так и неподеленные пары. Рассматривайте как двойные, так и тройные связи, как если бы они были одиночными электронными парами. A используется для обозначения центрального атома. B указывает на атомы, окружающие A. E указывает количество неподеленных электронных пар. Валентные углы предсказываются в следующем порядке:

неподеленная пара по сравнению с отталкиванием неподеленной пары > неподеленная пара по сравнению с отталкиванием связывающей пары > по сравнению с отталкиванием связывающей пары

Пример молекулярной геометрии

В молекуле с линейной молекулярной геометрией вокруг центрального атома находятся две пары электронов, 2 пары связывающих электронов и 0 неподеленных пар. Идеальный валентный угол равен 180°.

ГеометрияТип# электронных парИдеальный угол связиПримеры
линейныйАБ22180°BeCl2
тригональный плоскийАБ33120°БФ3
тетраэдрическийАБ44109.5°CH4
тригонально-бипирамидальныйАБ5590°, 120°PCl5
восьмигранныйАБ6690°СФ6
согнутыйАБ2Е3120° (119°)ТАК2
треугольный пирамидальныйАБ3Е4109.5° (107.5°)Северная Каролина3
согнутыйАБ2Е24109.5° (104.5°)ЧАС2О
качелиАБ4Е5180°,120° (173.1°,101.6°)СФ4
Т-образныйАБ3Е2590°,180° (87.5°, <180°)КлФ3
линейныйАБ2Е35180°XeF2
квадратный пирамидальныйАБ5Е690° (84.8°)БрФ5
квадратный плоскийАБ4Е2690°XeF4

Изомеры в молекулярной геометрии

Молекулы с одинаковой химической формулой могут иметь разное расположение атомов. Молекулы называются изомерами. Изомеры могут иметь очень разные свойства друг от друга. Существуют различные типы изомеров:

  • Конституционные или структурные изомеры имеют одинаковые формулы, но атомы не связаны друг с другом одной и той же водой.
  • Стереоизомеры имеют одинаковые формулы с атомами, связанными в одном и том же порядке, но группы атомов вращаются вокруг связи по-разному, что приводит к хиральности или хиральности. Стереоизомеры поляризуют свет по-разному. В биохимии они проявляют различную биологическую активность.

Экспериментальное определение молекулярной геометрии

Вы можете использовать структуры Льюиса для предсказания молекулярной геометрии, но лучше проверять эти предсказания экспериментально. Несколько аналитических методов можно использовать для изображения молекул и изучения их колебательного и вращательного поглощения. Примеры включают рентгеновскую кристаллографию, дифракцию нейтронов, инфракрасную (ИК) спектроскопию, рамановскую спектроскопию, электронную дифракцию и микроволновую спектроскопию. Лучшее определение структуры производится при низкой температуре, потому что повышение температуры дает молекулам больше энергии, что может привести к изменению конформации. Молекулярная геометрия вещества может быть разной в зависимости от того, является ли образец твердым телом, жидкостью, газом или частью раствора.

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Элизабет Кекли, портниха и подруга Мэри Линкольн
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector