Tabla de Contenidos
Det elektroniske domæne refererer til det område i rummet omkring kernen af et atom, hvor valenselektroner med størst sandsynlighed findes , enten bindende elektroner eller frie (udelte) valenselektroner.
Elektroniske domæner kan involvere det rum, hvori en enkelt ikke-delt elektron er placeret, som i tilfældet med frie radikaler; et ikke-delt elektronpar; eller de kan endda indeholde et eller flere par bindingselektroner, som i tilfældet med multiple kovalente bindinger.
Betydningen af elektroniske domæner
At kende eller kunne forudsige elektroniske domæners position og orientering i rummet er af stor betydning for kemikere. Til at begynde med giver dette os mulighed for at kende den molekylære geometri , da det angiver, hvor atomerne bundet til et centralt atom er placeret. Det vil sige, at kendskab til de elektroniske domæner giver os mulighed for at forudsige formen af molekylerne og de relative positioner af de forskellige grupper eller atomer, der udgør dem.
Ud over dette gør elektroniske domæner det også muligt at forudsige mange aspekter af molekylers reaktivitet. For eksempel hjælper det at kende orienteringen af et ensomt elektronpar kemikere med at forstå, hvordan Lewis-baser reagerer, og hvorfor de reagerer med den særlige orientering, de reagerer med, og ikke en anden.
Endelig gør antallet af elektroniske domæner af et bestemt atom det muligt at forudsige eller etablere den type hybridisering, som et atom skal have i et givet molekyle. Dette er meget praktisk for at kunne etablere de typer orbitaler, der er involveret i dannelsen af kemiske bindinger ifølge valensbindingsteorien.
Ifølge denne teori dannes bindinger af overlappende atomorbitaler, hvori de bundne atomers valenselektroner er placeret. De elektroniske domæner giver os mulighed for at forudsige, hvilke af disse atomare orbitaler der skal være involveret.
Lewis-strukturer og valenselektronparrepulsionsteorien (VTRPE)
Som nævnt for et øjeblik siden kan orienteringen af elektroniske domæner forudsiges, og dermed kan et molekyles molekylære geometri, hybridisering og endda reaktivitet forudsiges på samme tid. Denne forudsigelse er baseret på to grundlæggende aspekter af molekylær struktur:
- Lewis strukturen.
- Teorien om frastødning af parrene af valenselektroner (TRPEV).
Lewis strukturer
Lewis-strukturen er en grafisk repræsentation af de atomer, der udgør et molekyle sammen med alle deres valenselektroner. Ifølge teorien foreslået af Lewis, kombinerer atomer sig for at omgive sig med otte elektroner og opnår dermed den elektroniske konfiguration af ædelgassernes valensskal (almindeligvis kaldet oktetreglen). Dette repræsenterer en af de vigtigste baser for at forudsige, hvordan elektroner deles i et molekyle. Derudover giver det os mulighed for at forudsige, hvilke atomer der er knyttet til hinanden og med hvilke typer bindinger.
Lewis-strukturen gør det muligt direkte at bestemme, hvor mange elektroniske domæner hvert atom i et molekyle har. For eksempel har Lewis-strukturen i vandmolekylet et centralt oxygenatom omgivet af to hydrogenatomer og er forbundet med dem ved hjælp af enkeltkovalente bindinger.
Derudover har den to par udelte frie elektroner, så den i alt har 4 elektroniske domæner.
Theory of Repulsion of the Pairs of Valence Electrons (TRPEV)
Selvom Lewis-strukturen fortæller os, hvor mange elektroniske domæner et atom i et molekyle har, fortæller den os ikke, hvordan de er orienteret i rummet. Til dette er vi afhængige af TRPEV.
Dette er en meget enkel teori at forstå. Den siger, at på grund af frastødningen genereret af deres lige ladninger, vil valenselektroner altid forsøge at komme så langt væk fra hinanden som muligt. Af denne grund vil de i et atom, der kun har to elektroniske domæner, være orienteret på en sådan måde, at de peger i modsatte retninger og danner en vinkel på 180°. Hvis begge domæner svarer til bindingselektroner, vil dette give anledning til et lineært molekyle.
Følgende tabel opsummerer de måder, hvorpå de forskellige antal elektroniske domæner er fordelt rundt om det centrale atom, samt den respektive hybridisering og de forskellige molekylære geometrier i henhold til antallet af bindingsdomæner.
| Antal elektroniske domæner | Fordeling | Hybridisering | generisk formel | molekylær geometri | Eksempel |
| 1 | – | – | AE | – | jeg har |
| 2 | Lineær (180°) | sp | AE 2 | – | – |
| 2 | Lineær (180°) | sp | ØKSE | Lineær | CO |
| 2 | Lineær (180°) | sp | AXE 2 | Lineær | CO2 _ |
| 3 | trigonalt plan | sp 2 | AE 3 | – | |
| 3 | trigonalt plan | sp 2 | AXE 2 | Lineær | |
| 3 | trigonalt plan | sp 2 | AXE 2 E | Vinkel (<120°) | |
| 3 | trigonalt plan | sp 2 | AXE 3 | Trigonalt plan (120°) | CO 3 2- |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AE 4 | – | – |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AXE 3 | Lineær | HCl |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AXE 2 E 2 | Vinkel (<109,5°) | H2O _ _ |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AX 3E _ | Trigonal pyramideformet (<109,5°) | NH3 _ |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AXE 4 | tetraedrisk (109,5°) | CH 4 |
| 5 | trigonal bipyramide | sp 3d _ | AKSE 5 | Trigonal bipyramidal (120° og 90°) | Ofte stillede spørgsmål 5 |
| 6 | oktaedral | sp 3 d 2 | AXE 6 | Oktaedral (90°) | SF6 _ |
Referencer
ATOMOS. (2020, 22. april). Valence Bond (VB) teori . Fysik og kemi. https://lafisicayquimica.com/teoria-del-enlace-de-valencia-vb/
Borrás, JJ (sf). Molekylære strukturer: VSPR-model (RPSEV) . JJ Borras. https://www.uv.es/borrasj/EQEM_web_page/temas/tema_5/VSEPR.pdf
Chang, R. (2002). Fysisk kemi (1. udg .). MCGRAW HILL UDDANNELSE.
Hvordan identificerer man et elektrondomæne? (nd). Aleph. https://aleph.org.mx/como-identificar-un-dominio-de-electrones
Elektrondomænedefinition og VSEPR-teori – Interessant – 2021 . (nd). LesKanaris. https://us.leskanaris.com/3397-electron-domain-definition-and-vsepr-theory.html
