Διαφορά μεταξύ γεωμετρίας ηλεκτρονίων και μοριακής γεωμετρίας
Κύρια διαφορά – Γεωμετρία ηλεκτρονίων έναντι μοριακής γεωμετρίας
Η γεωμετρία ενός μορίου καθορίζει την αντιδραστικότητα, την πολικότητα και τη βιολογική δραστηριότητα αυτού του μορίου. Η γεωμετρία ενός μορίου μπορεί να δοθεί είτε ως γεωμετρία ηλεκτρονίων είτε ως μοριακή γεωμετρία. Η θεωρία VSEPR (θεωρία απώθησης ζεύγους ηλεκτρονίων κελύφους σθένους) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της γεωμετρίας των μορίων. Η γεωμετρία ηλεκτρονίων περιλαμβάνει τα μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων που υπάρχουν σε ένα μόριο. Η μοριακή γεωμετρία μπορεί να προσδιοριστεί από τον αριθμό των δεσμών που έχει ένα συγκεκριμένο μόριο. Η κύρια διαφορά μεταξύ της γεωμετρίας ηλεκτρονίων και της μοριακής γεωμετρίας είναι ότι η γεωμετρία ηλεκτρονίων βρίσκεται λαμβάνοντας τόσο ζεύγη ηλεκτρονίων όσο και δεσμούς σε ένα μόριο, ενώ η μοριακή γεωμετρία βρίσκεται χρησιμοποιώντας μόνο τους δεσμούς που υπάρχουν στο μόριο .
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η Γεωμετρία των Ηλεκτρονίων
– Ορισμός, Ταυτοποίηση, Παραδείγματα
2. Τι είναι η Μοριακή Γεωμετρία
– Ορισμός, Ταυτοποίηση, Παραδείγματα
3. Τι είναι οι Γεωμετρίες των Μορίων
– Επεξηγηματικό γράφημα
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ γεωμετρίας ηλεκτρονίων και μοριακής γεωμετρίας
– Σύγκριση βασικών διαφορών
Βασικοί όροι:Γεωμετρία ηλεκτρονίων, Μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων, Μοριακή Γεωμετρία, Θεωρία VSEPR 
Τι είναι η Γεωμετρία των ηλεκτρονίων
Η γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι το σχήμα ενός μορίου που προβλέπεται λαμβάνοντας υπόψη τόσο τα ζεύγη ηλεκτρονίων δεσμών όσο και τα ζεύγη μεμονωμένων ηλεκτρονίων. Η θεωρία VSEPR δηλώνει ότι τα ζεύγη ηλεκτρονίων που βρίσκονται γύρω από ένα συγκεκριμένο άτομο απωθούν το ένα το άλλο. Αυτά τα ζεύγη ηλεκτρονίων μπορεί να είναι είτε συνδετικά ηλεκτρόνια είτε μη συνδεδεμένα ηλεκτρόνια.
Η γεωμετρία των ηλεκτρονίων δίνει τη χωρική διάταξη όλων των δεσμών και των μεμονωμένων ζευγών ενός μορίου. Η γεωμετρία των ηλεκτρονίων μπορεί να ληφθεί χρησιμοποιώντας τη θεωρία VSEPR.
Πώς να προσδιορίσετε τη γεωμετρία των ηλεκτρονίων
Τα παρακάτω είναι τα βήματα που χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον προσδιορισμό.
- Προβλέψτε το κεντρικό άτομο του μορίου. Θα πρέπει να είναι το πιο ηλεκτραρνητικό άτομο.
- Προσδιορίστε τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους στο κεντρικό άτομο.
- Προσδιορίστε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που δίνονται από άλλα άτομα.
- Υπολογίστε τον συνολικό αριθμό ηλεκτρονίων γύρω από το κεντρικό άτομο.
- Διαιρέστε αυτόν τον αριθμό από το 2. Αυτό δίνει τον αριθμό των ομάδων ηλεκτρονίων που υπάρχουν.
- Αφαιρέστε τον αριθμό των απλών δεσμών που υπάρχουν γύρω από το κεντρικό άτομο από τον στερικό αριθμό που λήφθηκε παραπάνω. Αυτό δίνει τον αριθμό των μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων που υπάρχουν στο μόριο.
- Προσδιορίστε τη γεωμετρία των ηλεκτρονίων.
Παραδείγματα
Γεωμετρία ηλεκτρονίων του CH4
Κεντρικό άτομο του μορίου = C
Αριθμός ηλεκτρονίων σθένους του C = 4
Αριθμός ηλεκτρονίων δωρεά από άτομα υδρογόνου =4 x (h)
=4 x 1 =4
Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων γύρω από το C = 4 + 4 = 8
Αριθμός ομάδων ηλεκτρονίων = 8 / 2 = 4
Αριθμός μεμονωμένων ομολόγων που υπάρχουν = 4
Αριθμός μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων = 4 – 4 =0
Επομένως, η γεωμετρία των ηλεκτρονίων = τετραεδρικό
Εικόνα 1:Γεωμετρία ηλεκτρονίων του CH4
Γεωμετρία ηλεκτρονίων της αμμωνίας (NH3)
Κεντρικό άτομο του μορίου =N
Αριθμός ηλεκτρονίων σθένους N =5
Αριθμός ηλεκτρονίων που δόθηκαν από άτομα υδρογόνου =3 x (H)
Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων γύρω από το N =5 + 3 =8
Αριθμός ομάδων ηλεκτρονίων =8 / 2 =4
Αριθμός μεμονωμένων ομολόγων που υπάρχουν =3
Αριθμός μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων =4 – 3 =1
Επομένως, η γεωμετρία των ηλεκτρονίων = τετραεδρικό
Εικόνα 2:Γεωμετρία ηλεκτρονίων της αμμωνίας
Γεωμετρία ηλεκτρονίων του AlCl3
Κεντρικό άτομο του μορίου =Al
Αριθμός ηλεκτρονίων σθένους του Al =3
Αριθμός ηλεκτρονίων που δόθηκαν από άτομα Cl =3 x (Cl)
.
Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων γύρω από το N =3 + 3 =6
Αριθμός ομάδων ηλεκτρονίων =6 / 2 =3
Αριθμός μεμονωμένων ομολόγων που υπάρχουν =3
Αριθμός μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων =3 – 3 =0
Επομένως, η γεωμετρία των ηλεκτρονίων =τριγωνικό επίπεδο
Εικόνα 3:Γεωμετρία ηλεκτρονίων του AlCl3
Μερικές φορές, η γεωμετρία των ηλεκτρονίων και η μοριακή γεωμετρία είναι η ίδια. Αυτό συμβαίνει επειδή στον προσδιορισμό της γεωμετρίας λαμβάνονται υπόψη μόνο τα ηλεκτρόνια που συνδέονται με την απουσία μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων.
Τι είναι η Μοριακή Γεωμετρία
Η μοριακή γεωμετρία είναι το σχήμα ενός μορίου που προβλέπεται λαμβάνοντας υπόψη μόνο ζεύγη ηλεκτρονίων δεσμών. Στην περίπτωση αυτή, δεν λαμβάνονται υπόψη μόνο ζεύγη ηλεκτρονίων. Επιπλέον, οι διπλοί δεσμοί και οι τριπλοί δεσμοί θεωρούνται ως απλοί δεσμοί. Οι γεωμετρίες καθορίζονται με βάση το γεγονός ότι τα μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων χρειάζονται περισσότερο χώρο από τα δεσμευτικά ζεύγη ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, εάν ένα συγκεκριμένο μόριο αποτελείται από δύο ζεύγη ηλεκτρονίων που συνδέονται μαζί με ένα μοναχικό ζεύγος, η μοριακή γεωμετρία δεν είναι γραμμική. Η γεωμετρία εκεί είναι "λυγισμένη ή γωνιακή", επειδή το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων χρειάζεται περισσότερο χώρο από δύο ζεύγους ηλεκτρονίων σύνδεσης.
Παραδείγματα Μοριακής Γεωμετρίας
Μοριακή γεωμετρία του H2 O
Κεντρικό άτομο του μορίου =O
Αριθμός ηλεκτρονίων σθένους του O =6
Αριθμός ηλεκτρονίων που δόθηκαν από άτομα υδρογόνου =2 x (Η)
Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων γύρω από το N =6 + 2 =8
Αριθμός ομάδων ηλεκτρονίων =8 / 2 =4
Αριθμός μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων =2
Αριθμός μεμονωμένων ομολόγων που υπάρχουν =4 – 2 =2
Επομένως, γεωμετρία ηλεκτρονίων =Κάμψη
Εικόνα 4:Μοριακή γεωμετρία του H2O
Μοριακή Γεωμετρία Αμμωνίας (NH3 )
Κεντρικό άτομο του μορίου =N
Αριθμός ηλεκτρονίων σθένους N =5
Αριθμός ηλεκτρονίων που δόθηκαν από άτομα υδρογόνου =3 x (H)
Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων γύρω από το N =5 + 3 =8
Αριθμός ομάδων ηλεκτρονίων =8 / 2 =4
Αριθμός μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων =1
Αριθμός μεμονωμένων ομολόγων που υπάρχουν =4 – 1 =3
Επομένως, γεωμετρία ηλεκτρονίων =τριγωνική πυραμίδα
Εικόνα 5:Δομή μπάλας και ραβδιού για μόριο αμμωνίας
Η γεωμετρία ηλεκτρονίων της αμμωνίας είναι τετραεδρική. Αλλά η μοριακή γεωμετρία της αμμωνίας είναι τριγωνική πυραμίδα.
Geometry of Molecules
Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει ορισμένες γεωμετρίες των μορίων ανάλογα με τον αριθμό των ζευγών ηλεκτρονίων που υπάρχουν.
| Αριθμός ζευγών ηλεκτρονίων | Αριθμός ζευγών ηλεκτρονίων σύνδεσης | Αριθμός μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων | Γεωμετρία ηλεκτρονίων | Μοριακή γεωμετρία |
| 2 | 2 | 0 | Γραμμική | Γραμμική |
| 3 | 3 | 0 | Τριγωνικό επίπεδο | Τριγωνικό επίπεδο |
| 3 | 2 | 1 | Τριγωνικό επίπεδο | Λυγισμένος |
| 4 | 4 | 0 | Τετραεδρικό | Τετραεδρικό |
| 4 | 3 | 1 | Τετραεδρικό | Τριγωνική πυραμίδα |
| 4 | 2 | 2 | Τετραεδρικό | Λυγισμένος |
| 5 | 5 | 0 | Τριγωνικό παραπυραμιδικό | Τριγωνικό παραπυραμιδικό |
| 5 | 4 | 1 | Τριγωνικό παραπυραμιδικό | Τραμπάλα |
| 5 | 3 | 2 | Τριγωνικό παραπυραμιδικό | σε σχήμα Τ |
| 5 | 2 | 3 | Τριγωνικό παραπυραμιδικό | Γραμμική |
| 6 | 6 | 0 | Οκτάεδρος | Οκτάεδρος |
Εικόνα 6:Βασικές γεωμετρίες μορίων
Ο παραπάνω πίνακας δείχνει τις βασικές γεωμετρίες των μορίων. Η πρώτη στήλη γεωμετριών δείχνει γεωμετρίες ηλεκτρονίων. Άλλες στήλες δείχνουν μοριακές γεωμετρίες συμπεριλαμβανομένης της πρώτης στήλης.
Διαφορά μεταξύ γεωμετρίας ηλεκτρονίων και μοριακής γεωμετρίας
Ορισμός
Γεωμετρία ηλεκτρονίων: Η γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι το σχήμα ενός μορίου που προβλέπεται λαμβάνοντας υπόψη τόσο τα ζεύγη ηλεκτρονίων δεσμών όσο και τα ζεύγη μεμονωμένων ηλεκτρονίων.
Μοριακή γεωμετρία: Η μοριακή γεωμετρία είναι το σχήμα ενός μορίου που προβλέπεται λαμβάνοντας υπόψη μόνο ζεύγη ηλεκτρονίων δεσμών.
Μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων
Γεωμετρία ηλεκτρονίων: Τα μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων λαμβάνονται υπόψη κατά την εύρεση της γεωμετρίας των ηλεκτρονίων.
Μοριακή Γεωμετρία: Τα μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων δεν λαμβάνονται υπόψη κατά την εύρεση της μοριακής γεωμετρίας.
Αριθμός ζευγών ηλεκτρονίων
Γεωμετρία ηλεκτρονίων: Ο αριθμός των συνολικών ζευγών ηλεκτρονίων πρέπει να υπολογιστεί για να βρεθεί η γεωμετρία των ηλεκτρονίων.
Μοριακή γεωμετρία: Ο αριθμός των δεσμών ζευγών ηλεκτρονίων πρέπει να υπολογιστεί για να βρεθεί η μοριακή γεωμετρία.
Συμπέρασμα
Η γεωμετρία των ηλεκτρονίων και η μοριακή γεωμετρία είναι ίδιες όταν δεν υπάρχουν μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων στο κεντρικό άτομο. Αλλά αν υπάρχουν μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων στο κεντρικό άτομο, η γεωμετρία των ηλεκτρονίων διαφέρει πάντα από τη μοριακή γεωμετρία. Επομένως, η διαφορά μεταξύ της γεωμετρίας των ηλεκτρονίων και της μοριακής γεωμετρίας εξαρτάται από μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων που υπάρχουν σε ένα μόριο.
