เรขาคณิตคู่อิเล็กตรอน vs เรขาคณิตโมเลกุล
เรขาคณิตของโมเลกุลมีความสำคัญในการกำหนดคุณสมบัติของมัน เช่น สี สนามแม่เหล็ก การเกิดปฏิกิริยา ขั้ว ฯลฯ มีหลายวิธีในการพิจารณาเรขาคณิต เรขาคณิตมีหลายประเภท เส้นตรง โค้งงอ ระนาบตรีโกณมิติ พีระมิดตรีโกณมิติ จัตุรมุข แปดเหลี่ยมเป็นรูปทรงเรขาคณิตที่พบเห็นได้ทั่วไป
เรขาคณิตโมเลกุลคืออะไร
เรขาคณิตโมเลกุลเป็นการจัดเรียงสามมิติของอะตอมของโมเลกุลในอวกาศ อะตอมถูกจัดเรียงในลักษณะนี้ เพื่อลดแรงผลักของพันธะ-พันธะ การผลักคู่ที่ผูกมัดและการผลักคู่ที่โดดเดี่ยวโมเลกุลที่มีจำนวนอะตอมและอิเล็กตรอนคู่เดียวเท่ากันมีแนวโน้มที่จะรองรับรูปทรงเรขาคณิตเดียวกัน ดังนั้นเราจึงสามารถกำหนดเรขาคณิตของโมเลกุลได้โดยพิจารณาจากกฎเกณฑ์บางประการ ทฤษฎี VSEPR เป็นแบบจำลอง ซึ่งสามารถใช้ในการทำนายเรขาคณิตของโมเลกุลของโมเลกุล โดยใช้จำนวนคู่อิเล็กตรอนของวาเลนซ์ อย่างไรก็ตาม หากกำหนดเรขาคณิตของโมเลกุลโดยวิธี VSEPR ควรพิจารณาเฉพาะพันธะเท่านั้น ไม่ใช่คู่โดดเดี่ยว การทดลองทางเรขาคณิตของโมเลกุลสามารถสังเกตได้โดยใช้วิธีการทางสเปกโตรสโกปีและการเลี้ยวเบนแบบต่างๆ
เรขาคณิตคู่อิเล็กตรอนคืออะไร
ในวิธีนี้ เรขาคณิตของโมเลกุลถูกทำนายโดยจำนวนของเวเลนซ์อิเล็กตรอนคู่รอบอะตอมกลาง แรงผลักคู่อิเล็กตรอนของเปลือกวาเลนซ์หรือทฤษฎี VSEPR ทำนายเรขาคณิตของโมเลกุลด้วยวิธีนี้ ในการใช้ทฤษฎี VSEPR เราต้องตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของพันธะ ในวิธีนี้ สันนิษฐานว่าเรขาคณิตของโมเลกุลขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอนเท่านั้นนอกจากนี้ สมมติฐานต่อไปนี้ใช้วิธีการ VSEPR
• อะตอมในโมเลกุลถูกพันธะคู่กันด้วยอิเล็กตรอน สิ่งเหล่านี้เรียกว่าพันธะคู่
• อะตอมบางตัวในโมเลกุลอาจมีอิเล็กตรอนคู่ที่ไม่เกี่ยวข้องกับพันธะ เหล่านี้เรียกว่าคู่เดียว
• คู่พันธะและคู่โดดเดี่ยวรอบๆ อะตอมใดๆ ในโมเลกุลรับตำแหน่งที่ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันจะลดลง
• คู่โดดเดี่ยวครอบครองพื้นที่มากกว่าคู่สายสัมพันธ์
• พันธบัตรคู่ใช้พื้นที่มากกว่าพันธบัตรเดียว
เพื่อกำหนดเรขาคณิต ก่อนอื่นต้องวาดโครงสร้างลูอิสของโมเลกุล จากนั้นควรพิจารณาจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนรอบอะตอมกลาง กลุ่มพันธะเดี่ยวทั้งหมดถูกกำหนดให้เป็นประเภทพันธะคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน เรขาคณิตการประสานงานถูกกำหนดโดยเฟรมเวิร์ก σ เท่านั้น ควรลบอิเล็กตรอนอะตอมกลางที่เกี่ยวข้องกับพันธะ π ออกหากมีประจุโดยรวมของโมเลกุล ก็ควรกำหนดให้กับอะตอมกลางด้วย จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเฟรมเวิร์กควรหารด้วย 2 เพื่อให้จำนวนคู่อิเล็กตรอน σ จากนั้นขึ้นอยู่กับจำนวนนั้น สามารถกำหนดเรขาคณิตให้กับโมเลกุลได้ ต่อไปนี้เป็นเรขาคณิตโมเลกุลทั่วไปบางส่วน
ถ้าจำนวนคู่อิเล็กตรอนเท่ากับ 2 เรขาคณิตจะเป็นเส้นตรง
จำนวนคู่อิเล็กตรอน: 3 เรขาคณิต: ระนาบตรีโกณมิติ
จำนวนคู่อิเล็กตรอน: 4 เรขาคณิต: จัตุรมุข
จำนวนคู่อิเล็กตรอน: 5 เรขาคณิต: bipyramidal ตรีโกณมิติ
จำนวนคู่อิเล็กตรอน: 6 เรขาคณิต: แปดด้าน
อิเลคตรอนคู่และเรขาคณิตโมเลกุลต่างกันอย่างไร
• เมื่อพิจารณาเรขาคณิตของคู่อิเล็กตรอน จะพิจารณาคู่โลนและพันธะ และเมื่อพิจารณาเรขาคณิตของโมเลกุลจะพิจารณาเฉพาะอะตอมที่ถูกผูกมัดเท่านั้น
• ถ้าไม่มีคู่เดียวรอบอะตอมกลาง เรขาคณิตของโมเลกุลจะเหมือนกับเรขาคณิตคู่อิเล็กตรอน อย่างไรก็ตาม หากมีคู่เดียวที่เกี่ยวข้อง เรขาคณิตทั้งสองจะต่างกัน