U kemiji molekularna geometrija opisuje trodimenzionalni oblik a molekula i relativni položaj atomske jezgre molekule. Razumijevanje molekularne geometrije molekule važno je zbog prostornog odnosa između atom određuje njegovu reaktivnost, boju, biološku aktivnost, stanje materije, polaritet i drugo Svojstva.
Ključni dijelovi: Molekularna geometrija
- Molekularna geometrija je trodimenzionalni raspored atoma i kemijskih veza u molekuli.
- Oblik molekule utječe na njezina kemijska i fizikalna svojstva, uključujući boju, reaktivnost i biološku aktivnost.
- Kutovi veze između susjednih veza mogu se koristiti za opisivanje ukupnog oblika molekule.
Oblici molekula
Molekularna geometrija može se opisati u skladu s kutovima veze između dvaju susjednih veza. Uobičajeni oblici jednostavnih molekula uključuju:
linearan: Linearne molekule imaju oblik ravne linije. Kutovi veze u molekuli su 180 °. Ugljični dioksid (CO2) i dušični oksid (NO) su linearni.
Kutni: Kutni, savijeni ili v-obliku molekule sadrže kutove veze manje od 180 °. Dobar primjer je voda (H2O).
Trigonalni ravni: Trigonalne ravne molekule formiraju grubo trokutasti oblik u jednoj ravnini. Kutovi veze su 120 °. Primjer je trifluorid bora (BF)3).
tetraedra: Tetraedarski oblik je četverostrani čvrsti oblik. Ovaj oblik nastaje kada jedan središnji atom ima četiri veze. Kutovi veze su 109,47 °. Primjer molekule tetraedarskog oblika je metan (CH4).
Oktaedarski: Osmerokutni oblik ima osam lica i kutova veze 90 °. Primjer oktaedarske molekule je sumporni heksafluorid (SF6).
Trigonalna piramidalna: Ovaj oblik molekule nalikuje piramidi s trokutastom bazom. Dok su linearni i trigonalni oblici ravni, trigonalni piramidalni oblik je trodimenzionalan. Primjer molekula je amonijak (NH)3).
Metode prikazivanja molekularne geometrije
Obično nije praktično oblikovati trodimenzionalne modele molekula, posebno ako su velike i složene. Većinu vremena geometrija molekula predstavljena je u dvije dimenzije, kao na crtežu na listu papira ili rotirajućem modelu na ekranu računala.
Neki uobičajeni prikazi uključuju:
Linijski ili stick model: U ovom su modelu samo štapovi ili linije koje se mogu predstavljati kemijske veze prikazani su. Boje krajeva štapova označavaju identitet palice atomi, ali pojedinačna atomska jezgra nisu prikazana.
Model s loptom i palicama: Ovo je uobičajena vrsta modela u kojem su atomi prikazani kao kuglice ili sfere, a kemijske veze su štapići ili linije koje povezuju atome. Često su atomi obojeni kako bi ukazali na njihov identitet.
Grafikon gustoće elektrona: Ovdje niti atomi ni veze nisu naznačeni izravno. Zaplet je karta vjerojatnosti pronalaska elektron. Ova vrsta reprezentacije ocrtava oblik molekule.
Crtani film: Crtići se koriste za velike, složene molekule koje mogu imati više podjedinicapoput proteina. Ovi crteži prikazuju mjesto alfa-helikoptera, beta listova i petlji. Pojedinačni atomi i kemijske veze nisu naznačeni. Okosnica molekule prikazana je vrpcom.
izomeri
Dvije molekule mogu imati istu kemijsku formulu, ali prikazuju različite geometrije. Te molekule su izomeri. Izomeri mogu imati zajednička svojstva, ali uobičajeno je da imaju različita tališta i vrelišta, različite biološke aktivnosti, pa čak i različite boje ili mirise.
Kako se utvrđuje molekularna geometrija?
Trodimenzionalni oblik molekule može se predvidjeti na temelju vrsta kemijskih veza koje formira sa susjednim atomima. Predviđanja se u velikoj mjeri temelje na Elektronegativnost razlike između atoma i njihovih oksidacijska stanja.
Empirijska provjera predviđanja dolazi iz difrakcije i spektroskopije. Rendgenska kristalografija, elektronska difrakcija i neutronska difrakcija mogu se koristiti za procjenu gustoće elektrona u molekuli i udaljenosti između atomskih jezgara. Ramanska, infracrvena i mikrovalna spektroskopija nude podatke o vibracijskoj i rotacijskoj apsorpciji kemijskih veza.
Molekulska geometrija molekule može se mijenjati ovisno o fazi materije, jer to utječe na odnos atoma u molekulama i njihov odnos prema drugim molekulama. Slično tome, molekularna geometrija molekule u otopini može se razlikovati od oblika plina ili krute tvari. Idealno je da se molekularna geometrija procjenjuje kada je molekula na niskoj temperaturi.
izvori
- Chremos, Alexandros; Douglas, Jack F. (2015). "Kad razgranati polimer postane čestica?". J. Chem. Phys. 143: 111104. dOI:10.1063/1.4931483
- Pamuk, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999). Napredna anorganska kemija (6. izd.). New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-19957-5.
- McMurry, John E. (1992). Organska kemija (3. izd.). Belmont: Wadsworth. ISBN 0-534-16218-5.