هندسه جفت الکترون در مقابل هندسه مولکولی
هندسه یک مولکول در تعیین خواص آن مانند رنگ، مغناطیس، واکنش پذیری، قطبیت و غیره مهم است. روش های مختلفی برای تعیین هندسه وجود دارد. هندسه انواع مختلفی دارد. هندسه های خطی، خمیده، مسطح مثلثی، هرمی مثلثی، چهار وجهی، هشت وجهی برخی از هندسه های رایج هستند.
هندسه مولکولی چیست؟
هندسه مولکولی آرایش سه بعدی اتم های یک مولکول در فضا است. اتم‌ها به این ترتیب چیده شده‌اند تا دافعه پیوند-پیوند، دافعه جفت پیوند-تنها و دفع زوج-تنها را به حداقل برسانند.مولکول‌هایی که تعداد اتم‌ها و جفت‌های تک الکترون یکسانی دارند، هندسه یکسانی دارند. بنابراین با در نظر گرفتن قوانینی می توان هندسه یک مولکول را تعیین کرد. تئوری VSEPR مدلی است که می توان از آن برای پیش بینی هندسه مولکولی مولکول ها با استفاده از تعداد جفت الکترون ظرفیت استفاده کرد. با این حال، اگر هندسه مولکولی با روش VSEPR تعیین شود، فقط پیوندها باید در نظر گرفته شوند، نه جفت های تنها. هندسه مولکولی را می توان با استفاده از روش های مختلف طیف سنجی و روش های پراش مشاهده کرد.
هندسه جفت الکترون چیست؟
در این روش، هندسه یک مولکول با تعداد جفت الکترون های ظرفیتی در اطراف اتم مرکزی پیش بینی می شود. دافعه جفت الکترون لایه ظرفیتی یا نظریه VSEPR هندسه مولکولی را با این روش پیش بینی می کند. برای به کارگیری نظریه VSEPR، باید فرضیاتی در مورد ماهیت پیوند ایجاد کنیم. در این روش فرض بر این است که هندسه یک مولکول تنها به برهمکنش الکترون-الکترون بستگی دارد.علاوه بر این، مفروضات زیر با روش VSEPR ساخته شده است.
• اتم های یک مولکول توسط جفت الکترون به یکدیگر متصل می شوند. به این جفت‌های پیوند می‌گویند.
• برخی از اتم های یک مولکول ممکن است دارای جفت الکترون هایی باشند که در پیوند دخالت ندارند. به این زوج‌های تنها می‌گویند.
• جفت‌های پیوند و جفت‌های تنها در اطراف هر اتم در یک مولکول موقعیت‌هایی را اتخاذ می‌کنند که برهمکنش‌های متقابل آنها به حداقل می‌رسد.
• جفت های تنها فضای بیشتری را نسبت به جفت های پیوندی اشغال می کنند.
• پیوندهای دوگانه فضای بیشتری را نسبت به یک پیوند واحد اشغال می کنند.
برای تعیین هندسه، ابتدا باید ساختار لوئیس مولکول ترسیم شود. سپس تعداد الکترون های ظرفیت اطراف اتم مرکزی باید تعیین شود. همه گروه‌های پیوندی منفرد به‌عنوان نوع پیوند جفت الکترون مشترک اختصاص داده می‌شوند. هندسه هماهنگی فقط توسط چارچوب σ تعیین می شود. الکترون های اتم مرکزی که در پیوند π دخیل هستند باید کم شوند.اگر بار کلی برای مولکول وجود داشته باشد، باید به اتم مرکزی نیز نسبت داده شود. تعداد کل الکترون های مرتبط با چارچوب باید بر 2 تقسیم شود تا تعداد جفت الکترون σ بدست آید. سپس بسته به آن عدد، هندسه را می توان به مولکول نسبت داد. در زیر برخی از هندسه های مولکولی رایج آورده شده است.
اگر تعداد جفت الکترون ها 2 باشد، هندسه خطی است.
تعداد جفت الکترون: 3 هندسه: مسطح مثلثاتی
تعداد جفت الکترون: 4 هندسه: چهار وجهی
تعداد جفت الکترون: 5 هندسه: دو هرمی مثلثی
تعداد جفت الکترون: 6 هندسه: هشت وجهی
تفاوت بین جفت الکترون و هندسه مولکولی چیست؟
• هنگام تعیین هندسه جفت الکترون، جفت ها و پیوندهای تنها در نظر گرفته می شوند و هنگام تعیین هندسه مولکولی فقط اتم های پیوندی در نظر گرفته می شوند.
• اگر هیچ جفت تکی در اطراف اتم مرکزی وجود نداشته باشد، هندسه مولکولی مانند هندسه جفت الکترون است. با این حال، اگر جفت های تنها درگیر باشند، هر دو هندسه متفاوت هستند.
