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Die elektronische Domäne bezieht sich auf den Bereich im Raum um den Kern eines Atoms, in dem sich Valenzelektronen am wahrscheinlichsten befinden , entweder Bindungselektronen oder freie (ungeteilte) Valenzelektronen.
Elektronische Domänen können den Raum umfassen, in dem sich ein einzelnes, nicht geteiltes Elektron befindet, wie im Fall von freien Radikalen; ein ungeteiltes Elektronenpaar; oder sie können sogar ein oder mehrere Paare von Bindungselektronen enthalten, wie im Fall von mehreren kovalenten Bindungen.
Bedeutung elektronischer Domains
Die Lage und Orientierung elektronischer Domänen im Raum zu kennen oder vorhersagen zu können, ist für Chemiker von großer Bedeutung. Damit kennen wir zunächst die Molekülgeometrie , da sie angibt, wo sich die an ein Zentralatom gebundenen Atome befinden. Das heißt, die Kenntnis der elektronischen Domänen ermöglicht es uns, die Form der Moleküle und die relativen Positionen der verschiedenen Gruppen oder Atome, aus denen sie bestehen, vorherzusagen.
Darüber hinaus ermöglichen elektronische Domänen auch die Vorhersage vieler Aspekte der Reaktivität von Molekülen. Beispielsweise hilft die Kenntnis der Orientierung eines einsamen Elektronenpaars Chemikern zu verstehen, wie Lewis-Basen reagieren und warum sie mit der bestimmten Orientierung reagieren, mit der sie reagieren, und nicht mit einer anderen.
Schließlich ermöglicht die Anzahl der elektronischen Domänen eines bestimmten Atoms, die Art der Hybridisierung vorherzusagen oder festzulegen, die ein Atom in einem bestimmten Molekül haben muss. Dies ist sehr praktisch, um die Arten von Orbitalen bestimmen zu können, die gemäß der Valenzbindungstheorie an der Bildung chemischer Bindungen beteiligt sind.
Bindungen entstehen nach dieser Theorie durch überlappende Atomorbitale, in denen sich die Valenzelektronen der gebundenen Atome befinden. Anhand der elektronischen Domänen können wir vorhersagen, welche dieser Atomorbitale beteiligt sein sollten.
Lewis-Strukturen und die Valenzelektronenpaar-Abstoßungstheorie (VTRPE)
Wie bereits erwähnt, kann die Orientierung elektronischer Domänen vorhergesagt werden und damit gleichzeitig die molekulare Geometrie, Hybridisierung und sogar Reaktivität eines Moleküls vorhergesagt werden. Diese Vorhersage basiert auf zwei grundlegenden Aspekten der Molekülstruktur:
- Die Lewis-Struktur.
- Die Theorie der Abstoßung der Valenzelektronenpaare (TRPEV).
Lewis-Strukturen
Die Lewis-Struktur ist eine grafische Darstellung der Atome, aus denen ein Molekül besteht, zusammen mit all ihren Valenzelektronen. Nach der von Lewis vorgeschlagenen Theorie verbinden sich Atome, um sich mit acht Elektronen zu umgeben und so die elektronische Konfiguration der Valenzschale von Edelgasen anzunehmen (allgemein Oktettregel genannt). Dies stellt eine der wichtigsten Grundlagen dar, um vorherzusagen, wie Elektronen in einem Molekül geteilt werden. Darüber hinaus können wir vorhersagen, welche Atome miteinander verbunden sind und durch welche Arten von Bindungen.
Die Lewis-Struktur erlaubt es, direkt zu bestimmen, wie viele elektronische Domänen jedes Atom in einem Molekül hat. Beispielsweise hat die Lewis-Struktur im Wassermolekül ein zentrales Sauerstoffatom, das von zwei Wasserstoffatomen umgeben ist und über einfache kovalente Bindungen mit ihnen verbunden ist.
Außerdem hat es zwei Paare ungeteilter freier Elektronen, so dass es insgesamt 4 elektronische Domänen hat.
Die Theorie der Abstoßung der Valenzelektronenpaare (TRPEV)
Obwohl die Lewis-Struktur uns sagt, wie viele elektronische Domänen ein Atom in einem Molekül hat, sagt sie uns nicht, wie sie im Raum orientiert sind. Dabei setzen wir auf das TRPEV.
Dies ist eine sehr einfach zu verstehende Theorie. Es besagt, dass Valenzelektronen aufgrund der Abstoßung ihrer gleichen Ladungen immer versuchen, sich so weit wie möglich voneinander zu entfernen. Aus diesem Grund sind sie in einem Atom, das nur zwei elektronische Domänen hat, so ausgerichtet, dass sie in entgegengesetzte Richtungen zeigen und einen Winkel von 180° bilden. Wenn beide Domänen Bindungselektronen entsprechen, entsteht ein lineares Molekül.
Die folgende Tabelle fasst die Verteilung der unterschiedlichen Anzahl elektronischer Domänen um das Zentralatom sowie die jeweilige Hybridisierung und die unterschiedlichen Molekülgeometrien nach der Anzahl der Bindungsdomänen zusammen.
| Anzahl der elektronischen Domänen | Verteilung | Hybridisierung | generische Formel | Molekulargeometrie | Beispiel |
| 1 | – | – | AE | – | Ich habe |
| 2 | Linear (180°) | sp | AE 2 | – | – |
| 2 | Linear (180°) | sp | AXT | Linear | CO |
| 2 | Linear (180°) | sp | AXT 2 | Linear | CO2 _ |
| 3 | trigonale Ebene | sp2 _ | AE3 _ | – | |
| 3 | trigonale Ebene | sp2 _ | AXT 2 | Linear | |
| 3 | trigonale Ebene | sp2 _ | AX2E _ _ | Eckig (<120°) | |
| 3 | trigonale Ebene | sp2 _ | AXT 3 | Trigonale Ebene (120°) | CO 3 2- |
| 4 | Tetraeder | sp 3 | AE4 _ | – | – |
| 4 | Tetraeder | sp 3 | AXT 3 | Linear | HCl |
| 4 | Tetraeder | sp 3 | AX 2 E 2 | Winkel (<109,5°) | H2O _ _ |
| 4 | Tetraeder | sp 3 | AX 3E _ | Trigonale Pyramide (<109,5°) | NH3 _ |
| 4 | Tetraeder | sp 3 | AXT 4 | Tetraeder (109,5°) | CH4 _ |
| 5 | trigonale Bipyramide | sp 3d _ | AXT 5 | Trigonal bipyramidal (120° und 90°) | Häufig gestellte Fragen 5 |
| 6 | Oktaeder | sp 3 d 2 | AXT 6 | Oktaeder (90°) | SF6 _ |
Verweise
Atomos. (2020, 22. April). Valenzbindungstheorie (VB) . Physik und Chemie. https://lafisicayquimica.com/teoria-del-enlace-de-valencia-vb/
Borras, JJ (sf). Molekülstrukturen: VSPR-Modell (RPSEV) . JJ Borras. https://www.uv.es/borrasj/EQEM_web_page/temas/tema_5/VSEPR.pdf
Chang, R. (2002). Physikalische Chemie (1. Aufl .). MCGRAW HILL BILDUNG.
Wie identifiziert man eine Elektronendomäne? (nd). Aleph. https://aleph.org.mx/como-identificar-un-dominio-de-electrones
Elektronendomänendefinition und VSEPR-Theorie – Interessant – 2021 . (nd). LesKanaris. https://us.leskanaris.com/3397-electron-domain-definition-and-vsepr-theory.html
