Elektronenpaargeometrie versus moleculaire geometrie
De geometrie van een molecuul is belangrijk bij het bepalen van zijn eigenschappen, zoals kleur, magnetisme, reactiviteit, polariteit, enz. Er zijn verschillende methoden om de geometrie te bepalen. Er zijn veel soorten geometrieën. Lineair, gebogen, trigonaal vlak, trigonaal piramidaal, tetraëdrisch, octaëdrisch zijn enkele van de meest voorkomende geometrieën.
Wat is moleculaire geometrie?
Moleculaire geometrie is de driedimensionale rangschikking van atomen van een molecuul in de ruimte. Atomen zijn op deze manier gerangschikt om de afstoting van de binding-binding, de afstoting van een alleen-paar en de afstoting van een alleen-paar te minimaliseren. Moleculen met hetzelfde aantal atomen en eenzame elektronenparen hebben de neiging om dezelfde geometrie te accommoderen. Daarom kunnen we de geometrie van een molecuul bepalen door enkele regels te overwegen. De VSEPR-theorie is een model dat kan worden gebruikt om de moleculaire geometrie van moleculen te voorspellen met behulp van het aantal valentie-elektronenparen. Als de moleculaire geometrie echter wordt bepaald door de VSEPR-methode, moet alleen rekening worden gehouden met de bindingen, niet met de eenzame paren. Experimenteel kan de moleculaire geometrie worden waargenomen met behulp van verschillende spectroscopische methoden en diffractiemethoden.
Wat is elektronenpaargeometrie?
Bij deze methode wordt de geometrie van een molecuul voorspeld door het aantal valentie-elektronenparen rond het centrale atoom. Valence shell-elektronenpaarafstoting of VSEPR-theorie voorspelt de moleculaire geometrie met deze methode. Om de VSEPR-theorie toe te passen, moeten we enkele aannames doen over de aard van binding. Bij deze methode wordt aangenomen dat de geometrie van een molecuul alleen afhangt van elektron-elektron interacties. Verder worden de volgende veronderstellingen gemaakt door de VSEPR-methode.
• Atomen in een molecuul zijn aan elkaar gebonden door elektronenparen. Dit worden bindingsparen genoemd.
• Sommige atomen in een molecuul kunnen ook elektronenparen bezitten die niet betrokken zijn bij binding. Dit worden alleenstaande paren genoemd.
• De bindingsparen en alleenstaande paren rond elk atoom in een molecuul nemen posities in waar hun onderlinge interacties worden geminimaliseerd.
• Alleenstaande paren nemen meer ruimte in dan bindende paren.
• Dubbele bindingen nemen meer ruimte in beslag dan een enkele binding.
Om de geometrie te bepalen, moet eerst de Lewis-structuur van het molecuul worden getekend. Vervolgens moet het aantal valentie-elektronen rond het centrale atoom worden bepaald. Alle enkelvoudig gebonden groepen worden toegewezen als een gedeeld elektronenpaar-bindingstype. De coördinatiegeometrie wordt alleen bepaald door het σ-raamwerk. De centrale atoomelektronen die betrokken zijn bij de π-binding moeten worden afgetrokken. Als er een totale lading is voor het molecuul, moet deze ook worden toegewezen aan het centrale atoom. Het totale aantal elektronen dat bij het raamwerk hoort, moet worden gedeeld door 2, om het aantal σ-elektronenparen te geven. Afhankelijk van dat aantal kan vervolgens de geometrie aan het molecuul worden toegewezen. Hieronder volgen enkele veelvoorkomende moleculaire geometrieën.
Als het aantal elektronenparen 2 is, is de geometrie lineair.
Aantal elektronenparen: 3 Geometrie: trigonaal vlak
Aantal elektronenparen: 4 Geometrie: tetraëdrisch
Aantal elektronenparen: 5 Geometrie: trigonaal bipyramidaal
Aantal elektronenparen: 6 Geometrie: octaëdrische
Wat is het verschil tussen elektronenpaar en moleculaire geometrieën?
• Bij het bepalen van de geometrie van het elektronenpaar wordt rekening gehouden met alleenstaande paren en bindingen en bij het bepalen van de moleculaire geometrie wordt alleen rekening gehouden met gebonden atomen.
• Als er geen eenzame paren rond het centrale atoom zijn, is de moleculaire geometrie hetzelfde als de geometrie van het elektronenpaar. Als er echter eenzame paren bij betrokken zijn, zijn beide geometrieën verschillend.
