W chemii domena elektronowa odnosi się do liczby pojedynczych par lub więź lokalizacje wokół określonego atomu w cząsteczce. Domeny elektronów można również nazywać grupami elektronów. Lokalizacja wiązania jest niezależna od tego, czy jest to wiązanie pojedyncze, podwójne czy potrójne.
Kluczowe rzeczy na wynos: domena elektronowa
- Domeną elektronową atomu jest liczba otaczających go pojedynczych par lub lokalizacji wiązań chemicznych. Reprezentuje liczbę miejsc, w których spodziewane są elektrony.
- Znając domenę elektronową każdego atomu w cząsteczce, możesz przewidzieć jego geometrię. Wynika to z faktu, że elektrony rozmieszczają się wokół atomu, aby zminimalizować odpychanie.
- Odpychanie elektronów nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na geometrię molekularną. Elektrony są przyciągane do dodatnio naładowanych jąder. The jądraz kolei odpychajcie się nawzajem.
Teoria odpychania pary elektronów Valence Shell
Wyobraź sobie, że łączysz dwa balony na końcach. Balony automatycznie się odpychają. Dodaj trzeci balon, a to samo stanie się, aby związane końce tworzyły trójkąt równoboczny. Dodaj czwarty balon, a związane końce zmienią orientację w czworościenny kształt.
To samo zjawisko występuje w przypadku elektronów. Elektrony odpychają się nawzajem, więc gdy są umieszczone blisko siebie, automatycznie organizują się w kształt, który minimalizuje odpychanie między nimi. Zjawisko to jest określane jako VSEPR lub Repulsja pary elektronów w powłoce walencyjnej.
Domena elektronów jest używana w VSEPR teoria do określania geometrii molekularnej cząsteczki. Konwencja polega na wskazywaniu liczby wiążących par elektronów za pomocą dużej litery X, liczby pojedyncze pary elektronów według dużej litery E i dużej litery A dla centralnego atomu cząsteczki (TOPÓRnmim). Podczas przewidywania geometrii molekularnej należy pamiętać, że elektrony zazwyczaj starają się maksymalizować odległość od każdego z nich inne, ale wpływają na nie inne siły, takie jak bliskość i wielkość ładunku dodatniego jądro.
Na przykład CO2 ma dwie domeny elektronowe wokół centralnego atomu węgla. Każde wiązanie podwójne liczy się jako jedna domena elektronowa.
Powiązanie domen elektronowych z kształtem molekularnym
Liczba elektron domeny wskazują liczbę miejsc, w których można oczekiwać znalezienia elektronów wokół atomu centralnego. To z kolei dotyczy oczekiwanej geometrii cząsteczki. Gdy do opisania wokół centralnego atomu cząsteczki wykorzystywany jest układ domen elektronowych, można go nazwać geometrią domeny elektronowej cząsteczki. Układ atomów w przestrzeni to geometria molekularna.
Przykłady cząsteczek, ich geometrii domen elektronowych i geometrii molekularnej obejmują:
- TOPÓR2 - Struktura domeny dwuelektronowej wytwarza cząsteczkę liniową z grupami elektronów oddalonymi o 180 stopni. Przykładem cząsteczki o tej geometrii jest CH2= C = CH2, który ma dwa H2Wiązania C-C tworzą kąt 180 stopni. Dwutlenek węgla (CO2) to kolejna cząsteczka liniowa, składająca się z dwóch wiązań O-C, które są oddalone o 180 stopni.
- TOPÓR2E i AX2mi2 - Jeśli istnieją dwie domeny elektronowe i jedna lub dwie pojedyncze pary elektronów, cząsteczka może mieć wygięty geometria. Samotne pary elektronów w znacznym stopniu przyczyniają się do kształtu cząsteczki. Jeśli jest jedna samotna para, wynikiem jest trójwymiarowy płaski plan, a dwie samotne pary tworzą czworościenny kształt.
- TOPÓR3 - System z trzema domenami elektronowymi opisuje trygoniczną płaską geometrię cząsteczki, w której cztery atomy są ułożone w celu utworzenia trójkątów względem siebie. Kąty sumują się do 360 stopni. Przykładem cząsteczki o takiej konfiguracji jest trifluorek boru (BF3), który ma trzy wiązania F-B, z których każde tworzy kąt 120 stopni.
Korzystanie z domen elektronowych w celu znalezienia geometrii molekularnej
Aby przewidzieć geometrię molekularną za pomocą modelu VSEPR:
- Naszkicuj Struktura Lewisa jonu lub cząsteczki.
- Ułóż domeny elektronów wokół atomu centralnego, aby zminimalizować odpychanie.
- Policz całkowitą liczbę domen elektronowych.
- Użyj kątowego układu wiązań chemicznych między atomami, aby określić geometrię molekularną. Należy pamiętać, że wielokrotne wiązania (tj. Wiązania podwójne, wiązania potrójne) liczą się jako jedna domena elektronowa. Innymi słowy, podwójne wiązanie jest jedną domeną, a nie dwiema.
Źródła
Jolly, William L. „Nowoczesna chemia nieorganiczna”. McGraw-Hill College, 1 czerwca 1984 r.
Petrucci, Ralph H. „Chemia ogólna: zasady i nowoczesne zastosowania”. FA. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura i wsp., 11. wydanie, Pearson, 29 lutego 2016 r.