Электронная геометрия и молекулярная геометрия

Химия - это исследование материи, и она затрагивает многие способы изменения одного вида материи на другие виды. Известно, что вся материя состоит из одного или нескольких из примерно ста различных видов атомов. Все атомы состоят из трех фундаментальных частиц - протонов, электронов и нейтронов. Молекула состоит из группы из двух или более атомов, удерживаемых вместе в определенном геометрическом узоре. Когда два или более атома сильно удерживаются вместе для образования молекулы, между каждым атомом и его ближайшими соседями существуют химические связи. Форма молекулы передает массу информации, и первым шагом к пониманию химии молекулы является ее геометрия.

Молекулярная геометрия просто относится к трехмерному расположению атомов, которые составляют молекулу. Терминная структура скорее используется в некотором смысле, чтобы просто указать связность атомов. Форма молекулы определяется через расстояния между атомными ядрами, которые связаны друг с другом. Геометрия молекул определяется теорией отпугивания электрон-парной модели Валанса-Шелла (VESPR) - модели, используемой для определения общей формы молекулы, основанной на числе электронных пар вокруг центрального атома. Геометрия молекулы задается либо как геометрия электрона, либо молекулярная геометрия.

Что такое электронная геометрия?

Термин электронная геометрия относится к названию геометрии электронной пары / групп / доменов на центральном атоме, независимо от того, связаны ли они электронами или не связанными электронами. Электронные пары определяются как электроны в парах или связях, одиночные пары или иногда один неспаренный электрон. Поскольку электроны всегда находятся в постоянном движении и их пути не могут быть точно определены, расположение электронов в молекуле описывается в терминах распределения электронной плотности. Давайте примем пример метана, химическая формула которого - CH₄, Здесь центральным атомом является углерод с 4 валентными электронами и 4 водородными электронами с 1 углеродом с образованием 4-ковалентных связей. Это означает, что всего около 8 электронов вокруг углерода и нет одиночных связей, поэтому число одиночных пар здесь равно 0. Это предполагает CH₄ представляет собой тетраэдрическую геометрию.

Что такое молекулярная геометрия?

Молекулярная геометрия используется для определения формы молекулы. Он просто относится к трехмерному расположению или структуре атомов в молекуле. Понимание молекулярной геометрии соединения помогает определить реактивность, полярность, цвет, фазу вещества и магнетизм. Геометрию молекулы обычно описывают с точки зрения длины связей, углов связи и углов кручения. Для малых молекул молекулярная формула и таблица стандартных длин связей и углов могут быть все, что требуется для определения геометрии молекулы. В отличие от геометрии электронов, это предсказано, рассматривая только электронные пары. Давайте возьмем пример воды (H₂О). Здесь кислород (O) является центральным атомом с 6 валентными электронами, поэтому для завершения его октета требуется еще 2 электрона из 2 атомов водорода. Таким образом, в четырехгранной форме расположены 4 группы электронов. Есть также две пары одиночных связей, поэтому полученная форма согнута.

Разница между электронной геометрией и молекулярной геометрией

Терминология для электронной геометрии и молекулярной геометрии

Термин электронная геометрия относится к названию геометрии электронной пары / групп / доменов на центральном атоме, независимо от того, связаны ли они электронами или не связанными электронами. Это помогает понять, как различные молекулы электронов расположены в молекуле. С другой стороны, молекулярная геометрия определяет форму молекулы и представляет собой трехмерную структуру атомов в молекуле. Это помогает понять весь атом и его расположение.

Геометрия

Геометрия молекулы определяется на основе только связанных электронных пар, но не числа электронных пар. Это трехмерная форма, которую молекула занимает в пространстве. Молекулярная геометрия также определяется как положение атомных ядер в молекуле. С другой стороны, электронная геометрия молекулы определяется на основе как электронных пар электронов, так и одиночных электронных пар. Геометрию электрона можно определить с помощью теории VESPR.

Примеры электронной геометрии и молекулярной геометрии

Одним из многих примеров тетраэдрической электронной геометрии является аммиак (NH₃). Центральный атом здесь N, а четыре электронные пары распределены в виде тетраэдра с одной единственной электронной парой. Таким образом, электронная геометрия NH3 является тетраэдрической. Однако его молекулярная геометрия является тригональной пирамидальной, поскольку углы связи составляют 107 градусов, так как атомы водорода отталкиваются одинокой парой электронов вокруг азота. Аналогично, молекулярная геометрия воды (H₂O) изогнута, поскольку имеется две пары одиночных связей.

Электронная геометрия и молекулярная геометрия: сравнительная таблица

Резюме электронной геометрии Vs. Молекулярная геометрия

Как электронная геометрия, так и молекулярная геометрия следуют модели валентности-оболочка электронапряжения (VESPR) для определения общей формы молекулы, основанной на числе электронных пар вокруг центрального атома.Однако молекулярная геометрия определяется исключительно на основе связей электронных пар, а не числа электронной пары, тогда как геометрия электронов определяется на основе как связывающих электронных пар, так и одиночных электронных пар. Когда в молекуле нет одиноких пар электронов, геометрия электронов такая же, как и молекулярная. Как мы уже говорили, форма молекулы много говорит об этом, и первым шагом к пониманию химии молекулы является ее геометрия.