Tabla de Contenidos
Den elektroniska domänen hänvisar till området i rymden runt kärnan av en atom där valenselektroner är mest sannolikt att hittas, antingen bindande elektroner eller fria (odelade) valenselektroner.
Elektroniska domäner kan involvera det utrymme där en enskild odelad elektron finns, som i fallet med fria radikaler; ett odelat elektronpar; eller de kan till och med innehålla ett eller flera par bindningselektroner, som i fallet med multipla kovalenta bindningar.
Vikten av elektroniska domäner
Att känna till eller kunna förutsäga positionen och orienteringen i rymden av elektroniska domäner är av stor betydelse för kemister. Till att börja med tillåter detta oss att känna till molekylgeometrin, eftersom den indikerar var atomerna bundna till en central atom finns. Det vill säga, genom att känna till de elektroniska domänerna kan vi förutsäga formen på molekylerna och de relativa positionerna för de olika grupperna eller atomerna som utgör den.
Utöver detta gör elektroniska domäner det också möjligt att förutsäga många aspekter av molekylers reaktivitet. Att till exempel känna till orienteringen av ett ensamt elektronpar hjälper kemister att förstå hur Lewis-baser reagerar och varför de reagerar med den specifika orienteringen de reagerar med och inte en annan.
Slutligen gör antalet elektroniska domäner för en viss atom det möjligt att förutsäga eller fastställa vilken typ av hybridisering som en atom måste ha i en given molekyl. Detta är mycket praktiskt för att kunna fastställa vilka typer av orbitaler som är involverade i bildandet av kemiska bindningar enligt valensbindningsteorin.
Enligt denna teori bildas bindningar av överlappande atomorbitaler där valenselektronerna för de bundna atomerna finns. De elektroniska domänerna tillåter oss att förutsäga vilka av dessa atomära orbitaler som bör vara inblandade.
Lewis Structures and the Valens Electron Pair Repulsion Theory (VTRPE)
Som nämndes för ett ögonblick sedan kan orienteringen av elektroniska domäner förutsägas och därmed kan molekylär geometri, hybridisering och till och med reaktivitet för en molekyl förutsägas samtidigt. Denna förutsägelse är baserad på två grundläggande aspekter av molekylär struktur:
- Lewis-strukturen.
- Teorin om repulsion av paren av valenselektroner (TRPEV).
Lewis strukturer
Lewis-strukturen är en grafisk representation av atomerna som utgör en molekyl tillsammans med alla deras valenselektroner. Enligt teorin som föreslagits av Lewis, kombineras atomer för att omge sig med åtta elektroner och får på så sätt den elektroniska konfigurationen av valensskalet av ädelgaser (vanligen kallad oktettregeln). Detta representerar en av de viktigaste grunderna för att förutsäga hur elektroner delas i en molekyl. Dessutom låter det oss förutsäga vilka atomer som är kopplade till varandra och med vilka typer av bindningar.
Lewis-strukturen gör att man direkt kan bestämma hur många elektroniska domäner varje atom i en molekyl har. Till exempel, i vattenmolekylen har Lewis-strukturen en central syreatom omgiven av två väteatomer och är kopplad till dem med hjälp av enkla kovalenta bindningar.
Dessutom har den två par odelade fria elektroner, så att den totalt har 4 elektroniska domäner.
Teorin om repulsion av paren av valenselektroner (TRPEV)
Även om Lewis-strukturen berättar hur många elektroniska domäner en atom i en molekyl har, berättar den inte hur de är orienterade i rymden. För detta förlitar vi oss på TRPEV.
Detta är en mycket enkel teori att förstå. Den säger att valenselektroner, på grund av den repulsion som genereras av deras lika laddningar, alltid kommer att försöka komma så långt bort från varandra som möjligt. Av denna anledning, i en atom som bara har två elektroniska domäner, kommer de att vara orienterade på ett sådant sätt att de pekar i motsatta riktningar och bildar en vinkel på 180°. Om båda domänerna motsvarar bindande elektroner, kommer detta att ge upphov till en linjär molekyl.
Följande tabell sammanfattar sätten på vilka de olika antalet elektroniska domäner är fördelade runt den centrala atomen, såväl som respektive hybridisering och de olika molekylära geometrierna enligt antalet bindningsdomäner.
| Antal elektroniska domäner | Distribution | Hybridisering | generisk formel | molekylär geometri | Exempel |
| 1 | – | – | AE | – | jag har |
| 2 | Linjär (180°) | sp | AE 2 | – | – |
| 2 | Linjär (180°) | sp | YXA | Linjär | CO |
| 2 | Linjär (180°) | sp | AXE 2 | Linjär | CO2 _ |
| 3 | trigonalt plan | sp 2 | AE 3 | – | |
| 3 | trigonalt plan | sp 2 | AXE 2 | Linjär | |
| 3 | trigonalt plan | sp 2 | AXE 2 E | Vinkel (<120°) | |
| 3 | trigonalt plan | sp 2 | AXE 3 | Trigonalplan (120°) | CO 3 2- |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AE 4 | – | – |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AXE 3 | Linjär | HCl |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AXE 2 E 2 | Vinkel (<109,5°) | H2O _ _ |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AX 3E _ | Trigonal pyramidform (<109,5°) | NH3 _ |
| 4 | tetraedrisk | sp 3 | AXE 4 | tetraedrisk (109,5°) | CH 4 |
| 5 | trigonal bipyramid | sp 3d _ | AXE 5 | Trigonal bipyramidal (120° och 90°) | Vanliga frågor 5 |
| 6 | oktaedrisk | sp 3 d 2 | AXE 6 | Oktaedral (90°) | SF6 _ |
Referenser
ATOMOS. (2020, 22 april). Valensbindningsteori (VB) . Fysik och kemi. https://lafisicayquimica.com/teoria-del-enlace-de-valencia-vb/
Borrás, JJ (sf). Molekylära strukturer: VSPR-modell (RPSEV) . JJ Borras. https://www.uv.es/borrasj/EQEM_web_page/temas/tema_5/VSEPR.pdf
Chang, R. (2002). Fysikalisk kemi (1: a uppl. ). MCGRAW HILL UTBILDNING.
Hur identifierar man en elektrondomän? (nd). Aleph. https://aleph.org.mx/como-identificar-un-dominio-de-electrones
Elektrondomändefinition och VSEPR-teori – Intressant – 2021 . (nd). LesKanaris. https://us.leskanaris.com/3397-electron-domain-definition-and-vsepr-theory.html
