Hình học cặp điện tử vs Hình học phân tử
Hình dạng của phân tử rất quan trọng trong việc xác định các tính chất của nó như màu sắc, từ tính, độ phản ứng, độ phân cực, v.v. Có nhiều phương pháp xác định hình học. Có nhiều dạng hình học. Đường thẳng, uốn cong, hình phẳng tam giác, hình chóp tam giác, hình tứ diện, hình bát diện là một số hình học thường thấy.
Hình học phân tử là gì?
Hình học phân tử là sự sắp xếp ba chiều của các nguyên tử của một phân tử trong không gian. Các nguyên tử được sắp xếp theo cách này, để giảm thiểu lực đẩy liên kết liên kết, lực đẩy cặp liên kết đơn lẻ và lực đẩy cặp đơn lẻ duy nhất. Các phân tử có cùng số nguyên tử và các cặp electron đơn lẻ có xu hướng có cùng dạng hình học. Do đó, chúng ta có thể xác định dạng hình học của phân tử bằng cách xem xét một số quy tắc. Lý thuyết VSEPR là một mô hình, có thể được sử dụng để dự đoán dạng hình học phân tử của các phân tử, sử dụng số cặp electron hóa trị. Tuy nhiên, nếu hình học phân tử được xác định bằng phương pháp VSEPR, thì chỉ nên xem xét các liên kết chứ không phải các cặp đơn lẻ. Bằng thực nghiệm, hình học phân tử có thể được quan sát bằng cách sử dụng các phương pháp quang phổ và phương pháp nhiễu xạ khác nhau.
Hình học cặp electron là gì?
Trong phương pháp này, hình học của phân tử được dự đoán bằng số cặp electron hóa trị xung quanh nguyên tử trung tâm. Lực đẩy cặp electron lớp vỏ hóa trị hoặc lý thuyết VSEPR dự đoán dạng hình học phân tử bằng phương pháp này. Để áp dụng lý thuyết VSEPR, chúng ta phải đưa ra một số giả định về bản chất của liên kết. Trong phương pháp này, người ta giả định rằng hình dạng của phân tử chỉ phụ thuộc vào tương tác giữa điện tử và điện tử. Hơn nữa, các giả định sau được thực hiện bằng phương pháp VSEPR.
• Các nguyên tử trong phân tử liên kết với nhau bằng các cặp electron. Chúng được gọi là các cặp liên kết.
• Một số nguyên tử trong phân tử cũng có thể sở hữu các cặp electron không tham gia vào liên kết. Chúng được gọi là các cặp đơn lẻ.
• Các cặp liên kết và các cặp đơn lẻ xung quanh bất kỳ nguyên tử nào trong phân tử áp dụng các vị trí mà tương tác lẫn nhau của chúng được giảm thiểu.
• Các cặp đơn lẻ chiếm nhiều không gian hơn các cặp liên kết.
• Liên kết đôi chiếm nhiều khoảng trống hơn liên kết đơn.
Để xác định hình học, đầu tiên phải vẽ cấu trúc Lewis của phân tử. Khi đó cần xác định số electron hóa trị xung quanh nguyên tử trung tâm. Tất cả các nhóm ngoại quan đơn được chỉ định là loại liên kết cặp electron dùng chung. Hình dạng phối trí chỉ được xác định bởi khung σ. Các electron nguyên tử trung tâm tham gia vào liên kết π nên được trừ đi. Nếu có một điện tích tổng thể cho phân tử, nó cũng nên được gán cho nguyên tử trung tâm. Tổng số electron liên kết với khung nên được chia cho 2, để cho số cặp electron σ. Sau đó, tùy thuộc vào con số đó, hình học của phân tử có thể được ấn định. Sau đây là một số dạng hình học phân tử phổ biến.
Nếu số cặp electron là 2 thì hình học là tuyến tính.
Số cặp electron: 3 Hình học: tam giác phẳng
Số cặp electron: 4 Hình học: tứ diện
Số cặp electron: 5 Hình học: tam giác đều
Số cặp electron: 6 Hình học: bát diện
Sự khác biệt giữa Cặp điện tử và Hình học phân tử là gì?
• Khi xác định hình học của cặp electron, các cặp và liên kết đơn lẻ được xem xét và khi xác định hình học phân tử chỉ xem xét các nguyên tử có liên kết.
• Nếu không có bất kỳ cặp đơn lẻ nào xung quanh nguyên tử trung tâm, thì dạng hình học phân tử cũng giống như dạng hình học của cặp electron. Tuy nhiên, nếu có bất kỳ cặp đơn lẻ nào liên quan thì cả hai hình đều khác nhau.
