Τριγωνικό διπυραμιδικό σχήμα μορίων

Ένα τριγωνικό διπυραμιδικό μόριο είναι λίγο πιο δύσκολο επειδή υπάρχουν περισσότερα άτομα και δεσμοί που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Μια τριγωνική διπυραμιδική μορφή μοιάζει με δύο τρίπλευρες πυραμίδες που μοιράζονται μια πλευρά, όπως υποδηλώνει το όνομα. Έχει στερικό αριθμό 5 γιατί έχει άτομο πυρήνα με πέντε δεσμούς. Το τριγωνικό διπυραμιδικό είναι κατασκευασμένο από υβριδισμό. Ένα s τροχιακό, τρία τροχιακά p και ένα d συνδυάζονται σε αυτόν τον υβριδισμό, με αποτέλεσμα πέντε ηλεκτρόνια να λειτουργούν και πέντε δεσμούς που δημιουργούνται από το κεντρικό άτομο. Αυτό προκαλεί το ερώτημα, "Γιατί η αμμωνία δεν είναι τριγωνική διπυραμιδική;" Διαθέτει πέντε ηλεκτρόνια σθένους αλλά παίρνει το σχήμα τριγωνικής πυραμίδας. Η λύση μπορεί να βρεθεί στο κέλυφος d. Επειδή δεν έχουν d κέλυφος, τα άτομα από τις Περιόδους 1 και 2 του Περιοδικού Πίνακα δεν μπορούν να σχηματίσουν τριγωνικές διπυραμιδικές δομές. Αν και ο Φώσφορος, ο οποίος ανήκει στην ίδια ομάδα με το Άζωτο, μπορεί να δημιουργήσει πέντε δεσμούς, βρίσκεται στην Περίοδο 3, που είναι η πρώτη περίοδος με d κέλυφος.

Αξονική θέση 

Υπάρχουν δύο είδη θέσεων που καθορίζονται ότι οριοθετούνται από τα πέντε άτομα στο κεντρικό άτομο. Εάν q Για παράδειγμα, στο πενταχλωριούχο φώσφορο (PCl5), το άτομο του φωσφόρου βρίσκεται σε ένα επίπεδο με τρία άτομα χλωρίου σε ισημερινές θέσεις σε γωνίες 120° μεταξύ τους και δύο εναπομείναντα άτομα χλωρίου κάτω και πάνω από το επίπεδο.

Μια αξονική θέση είναι πιο γεμάτη από μια ισημερινή θέση, σύμφωνα με τη θεωρία της μοριακής γεωμετρίας VSEPR, καθώς ένα αξονικό άτομο έχει 3 ισημερινά άτομα που περιβάλλουν σε γωνία δεσμού 90°, αλλά ένα ισημερινό άτομο έχει μόνο 2 γειτονικά αξονικά άτομα σε γωνία δεσμού 90°.

Ένα ισημερινό άτομο, από την άλλη πλευρά, περιέχει μόνο δύο αξονικά άτομα με γωνία δεσμού 90°. Επειδή το άτομο του συνδέτη δεν μπορεί να πλησιάσει το κεντρικό άτομο τόσο κοντά σε δομές με πέντε πανομοιότυπους συνδετήρες, τα μήκη των αξονικών δεσμών τείνουν να είναι μεγαλύτερα.

Μοριακή γεωμετρία τριγωνικών διπυραμιδικών δομών

Μεταξύ ηλεκτρονίων σύνδεσης και μοναχικού ζεύγους, η ακολουθία της ισχυρότερης απώθησης έως τη μικρότερη απώθηση είναι:

Αριθμός μοναχικών ζευγών	Γωνίες δεσμού	Γεωμετρία
0	90 και 120	Trigonal Bipyramidal
1	90 και 120	Τραμπάλα
2	90	Σχήμα Τ
3	180	Γραμμικό

Μοναδικό ζεύγος σε ζεύγος Lone> Ζεύγος μοναχικού σε ζεύγος Bond> Ζεύγος δεσμών σε ζεύγος Bond> Ζεύγος δεσμών σε ζεύγος Bond

Πρέπει να τοποθετούμε μεμονωμένα ζευγάρια μακριά το ένα από το άλλο καθώς και από ζεύγη δεσμών. Το μοναδικό ζεύγος του μορίου και τα άλλα άτομα έχουν τις γωνίες δεσμού τους μεγιστοποιημένες από το σχήμα της τραμπάλας. Όταν είναι τοποθετημένο σε ισημερινό προσανατολισμό, το μοναχικό ζεύγος έχει γωνίες σύνδεσης 120 και 90 μοιρών, ενώ όταν τοποθετείται σε αξονική θέση, είναι διαθέσιμες μόνο γωνίες σύνδεσης 90 μοιρών. Και αυξάνει τη γωνία δεσμού μοναχικού ζεύγους-μοναχικού ζεύγους στις 120 μοίρες και μειώνει τις υπόλοιπες γωνίες ζεύγους δεσμού-ζεύγους δεσμών στις 90 μοίρες. Η γραμμική δομή επιτυγχάνει το ίδιο αποτέλεσμα διασφαλίζοντας ότι το μοναχικό ζεύγος έχει γραμμική δομή και διατηρεί μέγιστη γωνία σύνδεσης 120 μοιρών. Ως εκ τούτου, όλοι βρίσκονται στην αντιστοιχία στενά, αφήνοντας χώρο για τα άτομα στην αξονική θέση. Ως αποτέλεσμα, οι γωνίες δεσμού των ατόμων απέχουν 180 μοίρες μεταξύ τους.

Στερεοϊσομερή

Στερεοϊσομερή τριγωνικών διπυραμιδικών ειδών (με περισσότερα από ένα είδη ατόμων Α) είναι εφικτά αφού υπάρχουν δύο τύποι ατόμων Χ (αξονικά ή ισημερινά). Εάν υπάρχουν δύο ξεχωριστά άτομα Χ, μπορεί να είναι cis ή trans μεταξύ τους. Εάν το ένα είναι αξονικό, το άλλο μπορεί να είναι είτε ισημερινό (cis) είτε αξονικό (trans). Όταν δύο (ή περισσότερα) μόρια με τον ίδιο χημικό τύπο έχουν διακριτά μοριακά σχήματα, ονομάζονται στερεοϊσομερή.

Πώς Χρησιμοποιώντας τη θεωρία VSEPR, μπορεί να προβλεφθεί το σχήμα των μορίων

Βήμα 1:Για κάθε ιόν ή μόριο, σχεδιάστε τη διάταξη ηλεκτρονίων-κουκκίδων Lewis.

Βήμα 2:Το άτομο του πυρήνα της δομής επιλέγεται ως το λιγότερο ηλεκτραρνητικό.

Βήμα 3:Αναλύστε τα άτομα που είναι συνδεδεμένα με το άτομο του πυρήνα για να προσδιορίσετε τον συνολικό αριθμό των συνδεδεμένων ζευγών και των ηλεκτρονίων του κελύφους σθένους.

Βήμα 4:Βρείτε μια σταθερή διαμόρφωση ζευγών ηλεκτρονίων γύρω από το άτομο του πυρήνα που έχει ως αποτέλεσμα τη μικρότερη ποσότητα απώθησης.

Βήμα 5:Αναζητήστε και προσδιορίστε τις αλληλεπιδράσεις μοναχικού ζεύγους-μοναχικού ζεύγους, ζεύγους μοναχικού ζεύγους-δεσμού και ζεύγους δεσμών. Αυτό είναι χρήσιμο για τον υπολογισμό των γωνιών δεσμού.

Αριθμός VSEPR

Ο αριθμός VSEPR βοηθά στον καθορισμό του σχήματος του μορίου. Οι γραμμικές, τριγωνικές επίπεδες, τετραεδρικές, τριγωνικές διπυραμιδικές και οκταεδρικές γεωμετρίες αντιπροσωπεύονται από τους αριθμούς VSEPR 2,3,4,5,6.

Το σχήμα μιας τριγωνικής διπυραμίδας

Το σχήμα της Τριγωνικής πυραμίδας που σχηματίζεται εκεί είναι τρεις δεσμοί και ένα μοναχικό ζεύγος βρίσκονται στο κεντρικό άτομο του μορίου. Ο υβριδισμός Sp3 υπάρχει στο κεντρικό άτομο των μορίων που έχει τετραεδρικό ζεύγος ηλεκτρονίων γεωμετρία. Το μόριο Φωσφίνη (PH3) είναι τριγωνικό πυραμιδικό.

Συμπέρασμα 

Μόρια με τέσσερα άτομα ή συνδέτες επιδεικνύουν τριγωνική πυραμιδική γεωμετρία. Τρία επιπλέον άτομα ή συνδέτες θα βρίσκονται σε μία βάση, στις τρεις γωνίες ενός τριγώνου, με το κεντρικό άτομο στην κορυφή. Στο άτομο του πυρήνα, υπάρχει μόνο ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων. Μόρια που περιέχουν τέσσερα άτομα επιδεικνύουν τριγωνική επίπεδη γεωμετρία. Υπάρχει ένα κεντρικό άτομο και τα άλλα τρία άτομα (περιφερικά άτομα) συνδέονται με αυτό με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζουν τις γωνίες του τριγώνου. Το κεντρικό άτομο σε ένα τριγωνικό επίπεδο δεν έχει μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων. Ωστόσο, υπάρχει ένα μόνο ζεύγος στο κέντρο του ατόμου σε τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα.