Elektrondomenedefinisjon og VSEPR-teori

Ian Cuming/Getty-bilder

I kjemi refererer elektrondomenet til antall ensomme par eller knytte bånd plassering rundt et bestemt atom i et molekyl. Elektrondomener kan også kalles elektrongrupper. Obligasjonsplassering er uavhengig av om bindingen er en enkelt-, dobbelt- eller trippelbinding.

Viktige ting: Elektrondomene

• Et atoms elektrondomene er antallet ensomme par eller kjemiske bindingsplasseringer som omgir det. Det representerer antall steder som forventes å inneholde elektroner.
• Ved å kjenne elektrondomenet til hvert atom i et molekyl, kan du forutsi geometrien. Dette er fordi elektroner fordeler seg rundt et atom for å minimere frastøting med hverandre.
• Elektronfrastøting er ikke den eneste faktoren som påvirker molekylær geometri. Elektroner tiltrekkes av positivt ladede kjerner. De kjerner på sin side frastøter hverandre.

Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory

Tenk deg å binde to ballonger sammen i endene. Ballongene frastøter hverandre automatisk. Legg til en tredje ballong, og det samme skjer slik at de bundne endene danner en likesidet trekant. Legg til en fjerde ballong, og de bundne endene reorienterer seg til en tetraedrisk form.

Det samme fenomenet oppstår med elektroner. Elektroner frastøter hverandre, så når de plasseres i nærheten av hverandre, organiserer de seg automatisk i en form som minimerer frastøting blant dem. Dette fenomenet er beskrevet som VSEPR, eller Valence Shell Electron Pair Repulsion.

Elektrondomene brukes iVSEPRteori for å bestemme molekylgeometrien til et molekyl. Konvensjonen er å angi antall bindende elektronpar med stor bokstav X, antall ensomme elektronpar med stor bokstav E, og stor bokstav A for sentralatomet i molekylet (AX_nOG_m). Når du forutsier molekylær geometri, husk at elektronene generelt prøver å maksimere avstanden fra hverandre, men de er påvirket av andre krefter, for eksempel nærheten og størrelsen til en positivt ladet kjerne.

For eksempel, CO_tohar to elektrondomener rundt det sentrale karbonatomet. Hver dobbeltbinding teller som ett elektrondomene.

Relaterer elektrondomener til molekylær form

Antallet av elektron domener indikerer antall steder du kan forvente å finne elektroner rundt et sentralt atom. Dette er i sin tur relatert til den forventede geometrien til et molekyl. Når elektrondomenearrangementet brukes til å beskrive rundt det sentrale atomet til et molekyl, kan det kalles molekylets elektrondomenegeometri. Arrangementet av atomer i rommet er den molekylære geometrien.

Eksempler på molekyler, deres elektrondomene geometri og molekylær geometri inkluderer:

• ØKS_to- To-elektrondomenestrukturen produserer et lineært molekyl med elektrongrupper 180 grader fra hverandre. Et eksempel på et molekyl med denne geometrien er CH_to=C=CH_to, som har to H_toC-C-bindinger danner en 180-graders vinkel. Karbondioksid (CO_to) er et annet lineært molekyl, bestående av to O-C-bindinger som er 180 grader fra hverandre.
• ØKS_toE og AX_toOG_to- Hvis det er to elektrondomener og ett eller to ensomme elektronpar, kan molekylet ha en bøyd geometri . Enslige elektronpar gir et stort bidrag til formen til et molekyl. Hvis det er ett ensomt par, er resultatet en trigonal plan form, mens to ensomme par produserer en tetraedrisk form.
• ØKS₃– Systemet med tre elektrondomene beskriver en trigonal plan geometri til et molekyl der fire atomer er arrangert for å danne trekanter i forhold til hverandre. Vinklene legger opp til 360 grader. Et eksempel på et molekyl med denne konfigurasjonen er bortrifluorid (BF₃), som har tre F-B-bindinger, som hver danner 120-graders vinkler.

Bruke elektrondomener for å finne molekylær geometri

For å forutsi molekylær geometri ved å bruke VSEPR-modellen:

1. Skisser denLewis strukturav ionet eller molekylet.
2. Ordne elektrondomenene rundt det sentrale atomet for å minimere frastøtingen.
3. Tell det totale antallet elektrondomener.
4. Bruk vinkelarrangementet av de kjemiske bindingene mellom atomene for å bestemme molekylgeometrien. Husk at flere bindinger (dvs. dobbeltbindinger, trippelbindinger) teller som ett elektrondomene. Med andre ord er en dobbeltbinding ett domene, ikke to.

Kilder

Jolly, William L. 'Moderne uorganisk kjemi.' McGraw-Hill College, 1. juni 1984.

Petrucci, Ralph H. 'Generell kjemi: prinsipper og moderne anvendelser.' F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura, et al., 11. utgave, Pearson, 29. februar 2016.