Μοριακή Γεωμετρία και Θεωρίες Δεσμών

Η Μοριακή Γεωμετρία παρέχει δεδομένα σχετικά με τη συνολική κατάσταση του σωματιδίου, καθώς και τα μήκη των δεσμών, τα σημεία δεσμού, τα σημεία στρέψης και οποιαδήποτε άλλα μαθηματικά όρια που καθορίζουν τη θέση κάθε μορίου.

Στα ομοιοπολικά σωματίδια, οι δεσμοί είναι κατευθυντικοί επειδή τα κοινά σύνολα ηλεκτρονίων παραμένουν περιορισμένα σε ένα θετικό διάστημα μεταξύ των πυρήνων των συμμετεχόντων ατόμων.

Προσδιορισμός Μοριακής Γεωμετρίας

Διαφορετικές φασματοσκοπικές στρατηγικές και τεχνικές περίθλασης δεν καθιζάνουν πλήρως τη Μοριακή Γεωμετρία. Η φασματοσκοπία IR, μικροκυμάτων και Raman μπορούν να δώσουν δεδομένα σχετικά με τον υπολογισμό των σωματιδίων από τις λεπτές λεπτομέρειες της δονητικής και περιστροφικής απορρόφησης που αναγνωρίζονται από αυτές τις διαδικασίες.

Η κρυσταλλογραφία δέσμης Χ, η περίθλαση νετρονίων και η περίθλαση ηλεκτρονίων μπορούν να δώσουν μοριακή κατασκευή για ημιδιαφανή στερεά υπό το φως της απόστασης μεταξύ των πυρήνων και της συγκέντρωσης του πάχους των ηλεκτρονίων.

Μερικές τεχνικές έχουν δημιουργηθεί για να αποφασιστεί η απόσταση μεταξύ των διαφορετικών σωματιδίων σε ένα άτομο και του σημείου του δεσμού. Ωστόσο, οι υπολογισμοί παρατήρησαν ότι η κατάσταση των ομοιοπολικών σωματιδίων μπορούσε να προβλεφθεί υποθετικά με τη βοήθεια της υπόθεσης αποστροφής ζεύγους ηλεκτρονίων κελύφους σθένους (υπόθεση VSEPR).

Τα βασικά σημεία της υπόθεσης VSEPR είναι

• Η κατάσταση ενός σωματιδίου βασίζεται στην ποσότητα των συνόλων ηλεκτρονίων του κελύφους σθένους (ενισχυμένα ή μη) γύρω από το κεντρικό άτομο.
• Σύνολα ηλεκτρονίων στο φλοιό σθένους απωθούν το ένα το άλλο.
• Αυτές οι δυνάμεις απώθησης προσαρμόζουν τα σημεία σύνδεσης του σωματιδίου.
• Η ηλεκτρονική απέχθεια μεταξύ δύο ομάδων ηλεκτρονίων θα είναι ελάχιστη εάν βρίσκονται μακριά το ένα από το άλλο.

Περιορισμοί της θεωρίας VSEPR

Μερικά κολοσσιαία εμπόδια της θεωρίας VSEPR περιλαμβάνουν:

• Αυτή η εικασία αποτυγχάνει να ταξινομήσει ισοηλεκτρονικά είδη (για παράδειγμα, μέρη που έχουν συγκρίσιμο αριθμό ηλεκτρονίων).
• Το είδος θα μπορούσε να αλλάξει σχήμα ανεξάρτητα από το αν έχει συγκρίσιμο αριθμό ηλεκτρονίων.
• Η θεωρία VSEPR δεν αποκαλύπτει την κατανόηση των συνδυασμών των μετάλλων προόδου. Αυτή η θεωρία δεν μπορεί να απεικονίσει με ακρίβεια την ανάπτυξη μερικών τέτοιων συνδυασμών.
• Η θεωρία VSEPR δεν λαμβάνει υπόψη τα σχετικά μεγέθη των ομάδων υποκατάστατων και των ανενεργών μοναχικών ζευγών.

Είδη Μοριακής Γεωμετρίας

Γραμμική Γεωμετρία Μορίων

Σε αυτή τη δομή, δύο σωματίδια συνδέονται με το κεντρικό άτομο. Οργάνωσαν λοιπόν έναν άλλο τρόπο για να περιορίσουν την απώθησή τους.

Μοντέλο:BeCl2, MgCl2, κ.λπ.

Τριγωνική επίπεδη γεωμετρία μορίων

Παρατηρούμε τρία σωματίδια προσαρτημένα σε ένα εστιακό μόριο σε αυτό το είδος σωματιδίου. Έτσι οργανώνονται προς τις πλευρές ενός συμμετρικού τριγώνου για να περιορίσουν την απώθησή τους.

Τετραεδρική Γεωμετρία Μορίων

Σε ένα τετραεδρικό μόριο , που βρίσκεται στη μέση με τέσσερις υποκαταστάτες στα άκρα ενός τετραέδρου.

Το σημείο συγκόλλησης του σχεδίου είναι 109028′.

Μοντέλο:CH4, CCl4, κ.λπ.

Τριγωνική διπυραμιδική γεωμετρία μορίων

Θα πρέπει να δεχθούμε μια απεικόνιση του PF5. Εδώ, η απώθηση μπορεί να περιοριστεί με ομοιόμορφη κατανομή ηλεκτρονίων προς την πλευρά μιας πυραμίδας τριών πλευρών. Σε μια τρίπλευρη διπυραμίδα, τρεις θέσεις βρίσκονται κατά μήκος του ισημερινού του μορίου. Οι δύο θέσεις βρίσκονται μαζί με έναν άξονα κάθετο στο ισημερινό επίπεδο.

Οκταεδρική Γεωμετρία Μορίων

Ο οκταεδρικός μοριακός υπολογισμός απεικονίζει την κατάσταση μειγμάτων με έξι μόρια ή συγκεντρώσεις σωματιδίων ή συνδετών ομοιόμορφα οργανωμένες γύρω από ένα κεντρικό άτομο, χαρακτηρίζοντας τις κορυφές ενός οκταέδρου.

Τυπική και σποραδική Γεωμετρία Μορίων

Με βάση την υπόθεση VSEPR, τα ομοιοπολικά σωματίδια έχουν δύο είδη υπολογισμών:τυπικό και σποραδικό.

Τακτική γεωμετρία

Η γεωμετρία ενός ομοιοπολικού μορίου είναι κανονική, υποθέτοντας ότι το κεντρικό μόριο περιβάλλεται από όλα τα σύνολα δεσμών ηλεκτρονίων με συγκρίσιμα ιόντα. Οι συνδέσεις στο δεσμό είναι συνήθως ισορροπημένες μεταξύ τους.

Ακανόνιστη γεωμετρία

Το κεντρικό σωματίδιο περιβάλλεται είτε από ζεύγη δεσμών με διάφορα άτομα (CHCl3 ) είτε από δύο ζεύγη δεσμών και μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων (H2O, NH3). Σε εκείνο το σημείο, οι απωθητικές αλληλεπιδράσεις συνήθως δεν προσαρμόζονται μεταξύ τους. Υπό αυτές τις συνθήκες, οι υπολογισμοί των σωματιδίων υποτίθεται ότι είναι ακανόνιστοι ή στριμμένοι.

Συμπέρασμα

Στη μοριακή γεωμετρία, υπάρχει σποραδική και τυπική γεωμετρία.

Τριγωνική πυραμιδική γεωμετρία, τετραεδρική γεωμετρία, οκταεδρική γεωμετρία, γραμμική γεωμετρία, τριγωνική επίπεδη γεωμετρία. Όλα αυτά περιγράφουν πώς ένα μόριο πήζει και συνδέεται με ολόκληρο το γεωμετρικό σύνολο.

Επιπλέον, παρέχει επίσης λεπτομέρειες σχετικά με την υπόθεση της αποστροφής του ζεύγους ηλεκτρονίων του φλοιού σθένους, τα κυριότερα σημεία και τους περιορισμούς της.