Definirea domeniului electronilor și teoria VSEPR

În chimie, domeniul electronilor se referă la numărul de perechi singulare sau locațiile de legături din jurul unui anumit atom dintr-o moleculă. Domeniile electronilor pot fi numite și grupe electronice. Locația obligațiunii este independentă dacă obligațiunea este o obligațiune unică, dublă sau triplă.

Cheie de luat cu cheie: Domeniu de electroni

• Domeniul electronilor unui atom este numărul de perechi singulare sau locații de legături chimice care îl înconjoară. Reprezintă numărul de locații preconizate să conțină electroni.
• Cunoscând domeniul electronilor fiecărui atom dintr-o moleculă, puteți prezice geometria acestuia. Acest lucru se datorează faptului că electronii distribuie în jurul unui atom pentru a minimiza repulsia unul cu altul.
• Repulsia electronilor nu este singurul factor care afectează geometria moleculară. Electronii sunt atrași de nucleele încărcate pozitiv. La rândul lor, nucleele se resping reciproc.

Teoria de repulsie a perechilor de electroni Valence Shell

Imaginați-vă că legați două baloane la capete. Baloanele se resping automat unul pe altul. Adăugați un al treilea balon și același lucru se întâmplă astfel încât capetele legate să formeze un triunghi echilateral. Adăugați un al patrulea balon și capetele legate sunt reorientate într-o formă tetraedrică.

Același fenomen se întâmplă și cu electronii. Electronii se resping unul pe altul, așa că atunci când sunt așezați unul lângă altul, se organizează automat într-o formă care să reducă la minimum repulsiile între ei. Acest fenomen este descris ca VSEPR sau Valence Shell Electron Repulsion Replace.

Domeniul electronilor este utilizat în teoria VSEPR pentru a determina geometria moleculară a unei molecule. Convenția constă în indicarea numărului de perechi de electroni de legătură cu majuscula X, numărul de perechi de electroni singulari prin majusculă E și litera A pentru atomul central al moleculei (AX_nE_m). Când prezici geometria moleculară, rețineți că, în general, electronii încearcă să maximizeze distanța unul de celălalt, dar sunt influențați de alte forțe, cum ar fi apropierea și dimensiunea unui nucleu încărcat pozitiv.

De exemplu,CO₂ are două domenii de electroni în jurul atomului de carbon central. Fiecare legătură dublă contează ca un domeniu de electroni.

Relaționarea domeniilor electronilor cu forma moleculară

Numărul domeniilor electronilor indică numărul de locuri pe care vă puteți aștepta să găsiți electroni în jurul unui atom central. Acesta, la rândul său, se referă la geometria preconizată a unei molecule. Când aranjamentul de domenii electronice este utilizat pentru a descrie în jurul atomului central al unei molecule, acesta poate fi numit geometria domeniului electron al moleculei. Dispunerea atomilor în spațiu este geometria moleculară.

Exemple de molecule, geometria domeniului de electroni și geometria moleculară includ:

• TOPOR₂ - Structura domeniului cu doi electroni produce o moleculă liniară cu grupuri de electroni la 180 de grade una de alta. Un exemplu de moleculă cu această geometrie este CH₂= C = CH₂, care are două H₂Legături C-C formând un unghi de 180 de grade. Dioxidul de carbon (CO₂) este o altă moleculă liniară, formată din două legături O-C aflate la 180 de grade una de alta.
• TOPOR₂E și AX₂E₂ - Dacă există două domenii de electroni și una sau două perechi de electroni singulari, molecula poate avea o geometrie îndoită. Perechile de electroni singulari contribuie major la forma unei molecule. Dacă există o singură pereche, rezultatul este o formă plană trigonală, în timp ce două perechi unice produc o formă tetraedrică.
• TOPOR₃ - Sistemul de trei electroni descrie o geometrie plană trigonală a unei molecule în care patru atomi sunt aranjați pentru a forma triunghiuri unul față de celălalt. Unghiurile se ridică până la 360 de grade. Un exemplu de moleculă cu această configurație este trifluorura de bor (BF)₃), care are trei legături F-B, fiecare formând unghiuri de 120 de grade.

Utilizarea domeniilor electronice pentru a găsi geometria moleculară

Pentru a prezice geometria moleculară folosind modelul VSEPR:

1. Schițați structura Lewis a ionului sau a moleculei.
2. Aranjați domeniile electronilor în jurul atomului central pentru a reduce repulsia.
3. Numărați numărul total de domenii electronice.
4. Utilizați aranjamentul unghiular al legăturilor chimice dintre atomi pentru a determina geometria moleculară. Rețineți că mai multe legături (de exemplu, legături duble, triplă legătură) contează ca un singur domeniu de electroni. Cu alte cuvinte, o legătură dublă este un domeniu, nu două.

surse

Jolly, William L. „Chimie anorganică modernă”. Colegiul McGraw-Hill, 1 iunie 1984.

Petrucci, Ralph H. "Chimie generală: principii și aplicații moderne." F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura și colab., Ediția a 11-a, Pearson, 29 februarie 2016.