Definicja domeny elektronicznej i TRPEV

Tabla de Contenidos

Domena elektronowa odnosi się do obszaru w przestrzeni wokół jądra atomu, w którym najprawdopodobniej znajdują się elektrony walencyjne , albo elektrony wiążące, albo wolne (nieudostępnione) elektrony walencyjne.

Domeny elektronowe mogą obejmować przestrzeń, w której znajduje się pojedynczy nieudostępniony elektron, jak w przypadku wolnych rodników; nieudostępniona para elektronów; lub mogą nawet zawierać jedną lub więcej par wiążących elektronów, jak w przypadku wielokrotnych wiązań kowalencyjnych.

Znaczenie domen elektronicznych

Znajomość lub umiejętność przewidywania położenia i orientacji domen elektronowych w przestrzeni ma ogromne znaczenie dla chemików. Na początek pozwala nam to poznać geometrię molekularną , ponieważ wskazuje, gdzie znajdują się atomy związane z centralnym atomem. Oznacza to, że znajomość domen elektronowych pozwala nam przewidzieć kształt cząsteczek i względne pozycje różnych grup lub atomów, które je tworzą.

Oprócz tego domeny elektronowe umożliwiają również przewidywanie wielu aspektów reaktywności cząsteczek. Na przykład znajomość orientacji samotnej pary elektronów pomaga chemikom zrozumieć, w jaki sposób reagują zasady Lewisa i dlaczego reagują z określoną orientacją, z którą reagują, a nie inną.

Wreszcie liczba domen elektronowych danego atomu pozwala przewidzieć lub ustalić typ hybrydyzacji, jaki musi mieć atom w danej cząsteczce. Jest to bardzo praktyczne, aby móc ustalić typy orbitali, które biorą udział w tworzeniu wiązań chemicznych zgodnie z teorią wiązań walencyjnych.

Zgodnie z tą teorią wiązania powstają przez nakładanie się orbitali atomowych, w których znajdują się elektrony walencyjne związanych atomów. Domeny elektroniczne pozwalają nam przewidzieć, który z tych orbitali atomowych powinien być zaangażowany.

Struktury Lewisa i teoria odpychania par elektronów walencyjnych (VTRPE)

Jak wspomniano przed chwilą, orientację domen elektronowych można przewidzieć, a tym samym geometrię molekularną, hybrydyzację, a nawet reaktywność cząsteczki można przewidzieć w tym samym czasie. Ta prognoza opiera się na dwóch podstawowych aspektach struktury molekularnej:

Struktura Lewisa.
Teoria odpychania par elektronów walencyjnych (TRPEV).

Struktury Lewisa

Struktura Lewisa jest graficzną reprezentacją atomów tworzących cząsteczkę wraz ze wszystkimi ich elektronami walencyjnymi. Zgodnie z teorią zaproponowaną przez Lewisa, atomy łączą się, otaczając się ośmioma elektronami i uzyskując w ten sposób konfigurację elektronową powłoki walencyjnej gazów szlachetnych (potocznie zwaną regułą oktetu). Stanowi to jedną z najważniejszych podstaw przewidywania podziału elektronów w cząsteczce. Ponadto pozwala nam przewidzieć, które atomy są ze sobą połączone i jakimi rodzajami wiązań.

Struktura Lewisa pozwala bezpośrednio określić, ile domen elektronowych ma każdy atom w cząsteczce. Na przykład w cząsteczce wody struktura Lewisa ma centralny atom tlenu otoczony dwoma atomami wodoru i jest z nimi połączony pojedynczymi wiązaniami kowalencyjnymi.

Dodatkowo ma dwie pary nieudostępnionych wolnych elektronów, więc w sumie ma 4 domeny elektronowe.

Teoria odpychania par elektronów walencyjnych (TRPEV)

Chociaż struktura Lewisa mówi nam, ile domen elektronowych ma atom w cząsteczce, nie mówi nam, w jaki sposób są one zorientowane w przestrzeni. W tym celu polegamy na TRPEV.

Jest to bardzo prosta teoria do zrozumienia. Stwierdza, że ze względu na odpychanie generowane przez ich równe ładunki, elektrony walencyjne zawsze będą próbowały oddalić się od siebie jak najdalej. Z tego powodu w atomie, który ma tylko dwie domeny elektronowe, będą one zorientowane w taki sposób, że będą skierowane w przeciwnych kierunkach, tworząc kąt 180°. Jeśli obie domeny odpowiadają wiążącym elektronom, wówczas powstanie liniowa cząsteczka.

Poniższa tabela podsumowuje sposoby, w jakie różne liczby domen elektronowych są rozmieszczone wokół centralnego atomu, jak również odpowiednią hybrydyzację i różne geometrie cząsteczkowe w zależności od liczby domen wiążących.

Liczba domen elektronicznych	Dystrybucja	Hybrydyzacja	ogólna formuła	geometria molekularna	Przykład
1	–	–	AE	–	Ja mam
2	Liniowy (180°)	sp	EA ₂	–	–
2	Liniowy (180°)	sp	TOPÓR	Liniowy	WSPÓŁ
2	Liniowy (180°)	sp	siekiera ₂	Liniowy	CO2 _{_}
3	płaszczyzna trygonalna	sp ²	AE ₃	–
3	płaszczyzna trygonalna	sp ²	siekiera ₂	Liniowy
3	płaszczyzna trygonalna	sp ²	AX ₂ E	Kątowy (<120°)
3	płaszczyzna trygonalna	sp ²	siekiera ₃	Płaszczyzna trygonalna (120°)	CO ₃^2-
4	czworościenny	sp ³	EA ₄	–	–
4	czworościenny	sp ³	siekiera ₃	Liniowy	HCl
4	czworościenny	sp ³	AX ₂ E ₂	Kątowy (<109,5°)	H2O _{_} _
4	czworościenny	sp ³	siekiera _3E _	Piramida trygonalna (<109,5°)	NH3_ _{_}
4	czworościenny	sp ³	siekiera ₄	czworościenny (109,5°)	CH ₄
5	bipiramida trygonalna	sp ^3d _	siekiera ₅	Dwupiramid trygonalny (120° i 90°)	Często zadawane pytania ₅
6	ośmiościenny	sp ³ d ²	siekiera ₆	ośmiościenny (90°)	SF6 _{_}

Bibliografia

ATOM. (2020, 22 kwietnia). Teoria wiązań walencyjnych (VB) . Fizyka i chemia. https://lafisicayquimica.com/teoria-del-enlace-de-valencia-vb/

Borras, JJ (sf). Struktury molekularne: model VSPR (RPSEV) . JJ Borras. https://www.uv.es/borrasj/EQEM_web_page/temas/tema_5/VSEPR.pdf

Chang, R. (2002). Fizykochemia ( ^wyd . 1). EDUKACJA MCGRAW HILL.

Jak zidentyfikować domenę elektronową? (nd). Alef. https://aleph.org.mx/como-identificar-un-dominio-de-electrones

Definicja domeny elektronowej i teoria VSEPR – Interesujące – 2021 . (nd). LesKanaris. https://us.leskanaris.com/3397-electron-domain-definition-and-vsepr-theory.html

-Reklama-