Joomatari VSEPR iyo hawlgalka molekiyuulka

Tirinta goobaha elektaroonka ee agagaarka atamka dhexe

VSEPR wuxuu ka bilaabmaa qaabdhismeed Lewis oo sax ah. Atamka dhexe agagaarkiisa, tiri goobaha elektaroonka: lammaane keli ah kastaa waa hal goob, xidhiidh kasta oo atam kale ahna waa hal goob in kasta oo uu yahay keli, laba-laab ama saddex-laab. Wadarta badanaa waxaa loo yaqaan lambarka steric. Xidhiidh laba-laab ahi wuxuu tirmaa mar keliya sababtoo ah elektaroonnadiisu waxay qabtaan isla gobta bannaan ee u dhexeysa labada atam.

Lambarka steric wuxuu go'aamiyaa joomatariga goobaha elektaroonka, habaynta ugu fogaysa goobaha. Laba goobood waa toosan (180°), saddex waa saddex-gees fidsan (120°), afar waa afar-wejiile (109.5°), shan waa saddex-gees laba-pyramid ah (90° iyo 120°), lixna waa sideed-wejiile (90°).

Calaamad gaaban ayaa la socota tirinta. Qoritaanka AXₘEₙ, A waa atamka dhexe, m waa tirada atamyada xidhan X, n-na waa tirada lammaanayaasha keli ah E ee atamka dhexe. Biyuhu waa AX₂E₂: laba atam oo xidhan iyo laba lammaane oo keli ah, lambarka steric 4.

Joomatariga goobaha elektaroonka iyo qaabka molekiyuulka

Lammaanayaasha keli ahi booska way qaataan, laakiin ma aha atamyo, sidaa darteed ma muuqdaan magaca qaabka molekiyuulka. Joomatariga molekiyuulku wuxuu qeexaa halka atamyadu yaallaan oo keliya. Marka aysan jirin lammaanayaal keli ah atamka dhexe, labada joomatari way isku mid yihiin; marka ay jiraan lammaanayaal keli ah, way kala duwan yihiin.

Saddex-gees laba-pyramid ah, boosaska isku mid ma aha: saddexda boos ee equatorial-ka ah waxay kala fogaadaan 120°, labada boos ee axial-ka ahna waxay ka fogaadaan equator-ka 90°. Lammaanayaasha keli ahi waxay marka hore aadaan boosaska equatorial-ka, sababtoo ah goob equatorial ah wuxuu leeyahay laba deris oo keliya 90° halka goob axial ah ay leedahay saddex.

• Lambarka steric 3: AX₃ saddex-gees fidsan; AX₂E qalloocan, xagal ka hooseeya 120°.
• Lambarka steric 4: AX₄ afar-wejiile; AX₃E saddex-gees pyramid ah; AX₂E₂ qalloocan, xagallo ka hooseeya 109.5°.
• Lambarka steric 5: AX₅ saddex-gees laba-pyramid ah; AX₄E seesaw; AX₃E₂ T-qaab ah; AX₂E₃ toosan.
• Lambarka steric 6: AX₆ sideed-wejiile; AX₅E afar-gees pyramid ah; AX₄E₂ afar-gees fidsan.

Sababta lammaanayaasha keli ahi u cufaan xagasha xidhiidhka

Lammaane keli ah waxaa qabta hal nukliyeer oo keliya, sidaa darteed cufnaanta elektaroonkiisu waxay ku fidsan tahay si ballaaran atamka dhexe agtiisa marka loo eego lammaane xidhiidh ah. Is-celintu sidaa darteed waxay raacdaa nidaamka lammaane keli ah–lammaane keli ah > lammaane keli ah–lammaane xidhiidh ah > lammaane xidhiidh ah–lammaane xidhiidh ah, lammaane keli ah kasta oo lagu darana wuxuu xidhiidhada hadhay isku soo dhow riixaa.

Qoyska afar-wejiilaha ahi wuxuu muujiyaa isbeddelka. Methane, CH₄, oo aan lahayn lammaanayaal keli ah, waxay leedahay xagallo H–C–H oo 109.5° ah. Ammonia, NH₃, oo leh hal lammaane keli ah, waxay leedahay xagallo H–N–H oo wax yar ka yar. Biyuhu, oo leh laba lammaane oo keli ah, waxay leeyihiin xagal H–O–H oo 104.5° ah, qiimaha laga bixiyey OpenStax Chemistry 2e. Xidhiidhada badan waxay leeyihiin saameyn la mid ah oo ka yar, sababtoo ah xidhiidh laba-laab ah wuxuu qabtaa cufnaan elektaroon ka badan xidhiidh keli ah.

VSEPR wuxuu si la isku halleyn karo u saadaaliyaa jihada weecashooyinkan, laakiin ma saadaaliyo cabbirkooda saxda ah. Marka su'aal weydiiso xagal molekiyuul leh lammaanayaal keli ah, ku jawaab "wax yar ka yar" qiimaha ugu habboon haddii aadan haysan xog la cabbiray.

Tusaalayaal la xaliyey: chlorine trifluoride iyo xenon tetrafluoride

Chlorine trifluoride, ClF₃. Elektaroonnada valence: 7 + 3(7) = 28. Saddex xidhiidh keli ah oo Cl–F ah waxay isticmaalaan 6 elektaroon, dhammaystirka saddexda octet ee fluorine-na wuxuu isticmaalaa 3 × 6 = 18, wadar ahaan 24. 4-ta elektaroon ee hadhay waxay ku dhacaan chlorine sida laba lammaane oo keli ah. Chlorine wuxuu leeyahay saddex xidhiidh iyo laba lammaane oo keli ah, sidaa darteed waa AX₃E₂ oo leh lambar steric 5 iyo joomatari goob elektaroon oo saddex-gees laba-pyramid ah.

Labada lammaane ee keli ah waxay qaataan boosaska equatorial-ka ah. Taasi waxay ka tagaysaa hal fluorine oo ku jira dhidibka equatorial-ka iyo laba boosaska axial-ka ah, sidaa darteed atamyadu waxay sameeyaan qaab T ah. Lammaanayaasha keli ahi waxay riixaan fluorine-yada axial-ka ah ee xagga midka equatorial-ka ah, sidaa darteed xagallada F–Cl–F waxay wax yar ka yar yihiin 90°. Saddexda laba-cirif ee xidhiidhka Cl–F is-baabi'in maayaan qaab T ah, sidaa darteed ClF₃ waa laba-cirif.

Xenon tetrafluoride, XeF₄. Elektaroonnada valence: 8 + 4(7) = 36. Afar xidhiidh oo Xe–F ah waxay isticmaalaan 8 elektaroon, lammaanayaasha keli ah ee fluorine-na waxay isticmaalaan 4 × 6 = 24, wadar ahaan 32. 4-ta elektaroon ee hadhay waa laba lammaane oo keli ah xenon-ka. Afar xidhiidh iyo laba lammaane oo keli ah, xenon waa AX₄E₂, lambarka steric 6, joomatari goob elektaroon oo sideed-wejiile ah.

Sideed-wejiile, boos kastaa waa isku mid, sidaa darteed lammaanaha koowaad ee keli ah wuxuu aadi karaa meel kasta; kan labaad wuxuu aadaa toos ka soo horjeeda, 180° fogaan, si loo yareeyo is-celinta lammaane keli ah–lammaane keli ah. Afarta fluorine markaas waxay ku jiraan hal dhidib 90° deriskooda: afar-gees fidsan. Xidhiidh kasta oo Xe–F ah waa laba-cirif, laakiin xidhiidhada is-ka soo horjeedaa waxay u jeedaan jihooyin si sax ah is-ka soo horjeeda, sidaa darteed laba-cirifyadu way is-baabi'iyaan XeF₄-na waa mid aan laba-cirif ahayn.

Isku-darka laba-cirifyada xidhiidhka si loo helo hawlgalka molekiyuulka

Xidhiidh u dhexeeya atamyo elektaroonaysi kala duwan leh waa laba-cirif, oo leh dallacaad taban oo qayb ahaaneed (δ−) atamka ka elektaroonaysi badan. Laba-cirif xidhiidh kastaa wuxuu leeyahay cabbir iyo jiho, sidaa darteed wuxuu u dhaqmaa sida vector. Daqiiqadda laba-cirifka molekiyuulku waa isku-darka vector-ka dhammaan laba-cirifyada xidhiidhka, badanaana waxaa lagu sheegaa debye (1 D ≈ 3.336 × 10⁻³⁰ C·m).

Laba-cirifyada xidhiidhku way is-baabi'iyaan marka xidhiidhada isku midka ah si isku mid ah ugu habaysan yihiin agagaarka atamka dhexe. Taasi waxay dhacdaa AX₂ toosan, AX₃ saddex-gees fidsan, AX₄ afar-wejiile, AX₅ saddex-gees laba-pyramid ah iyo AX₆ sideed-wejiile marka dhammaan atamyada X ay isku mid yihiin, iyo sidoo kale qaababka AX₄E₂ afar-gees fidsan iyo AX₂E₃ toosan, halkaas oo lammaanayaasha keli ahi si isku mid ah u habaysan yihiin xidhiidh kastaana wuxuu toos u jeedaa xidhiidh isku mid ah oo ka soo horjeeda. Isku-darka kale ee qaabka iyo beddelayaasha guud ahaan wuxuu ka tagaa laba-cirif saafi ah.

Barbar dhig la xaliyey: sulfur dioxide iyo sulfur trioxide. SO₂ wuxuu leeyahay 6 + 2(6) = 18 elektaroon valence ah; qaabdhismeedkiisa Lewis wuxuu sulfur dhigaa laba goob xidhiidh ah iyo hal lammaane keli ah (AX₂E), sidaa darteed molekiyuulku waa qalloocan. Labada laba-cirif ee S–O qayb ahaan isla jiho way u jeedaan, isku-darkoodu ma aha eber, SO₂-na waa laba-cirif. SO₃ wuxuu leeyahay 6 + 3(6) = 24 elektaroon valence ah iyo saddex goob xidhiidh ah iyada oo aan lammaane keli ah sulfur lahayn (AX₃), sidaa darteed waa saddex-gees fidsan. Saddex laba-cirif oo isku mid ah oo 120° kala fog isugu darmaan eber, SO₃-na ma aha laba-cirif in kasta oo xidhiidh kasta oo ku jira uu yahay laba-cirif.

Khaladaadka caadiga ah ee qaabka iyo hawlgalka

Khaladaadka intooda badan waxay ka yimaadaan ka boodidda qaabdhismeedka Lewis ama akhrinta sawirka fidsan ee bogga sida ay u ahaan lahayd qaabka dhabta ah. Nidaam degdeg ah ayaa qabata: sawir qaabdhismeedka Lewis, tiri goobaha atamka dhexe, magacow joomatariga goobta elektaroonka, ka saar lammaanayaasha keli ah si aad u magacowdo qaabka molekiyuulka, kadibna ku dar laba-cirifyada xidhiidhka saddex cabbir.

Moodal jidheed ama sawir taxadar leh oo leh xariiqyo gees iyo xariiq-xariiq ayaa caawiya tallaabada ugu dambeysa. Haddii aad molekiyuulka ku wareejin karto si hal laba-cirif xidhiidh ah uusan u lahayn lammaane u jeedaa jihada ka soo horjeedda, molekiyuulku waa laba-cirif. Haddii xidhiidh kastaa uu u dhigmo xidhiidh isku mid ah dhinaca kale, ama koox isku mid ah sida saddex xidhiidh oo 120° ah, ma aha laba-cirif.

• Magacaabidda joomatariga goobta elektaroonka marka su'aashu weydiiso qaabka molekiyuulka. Goobaha biyuhu waa afar-wejiile; qaabkeeda waa qalloocan.
• Ilaawidda lammaanayaasha keli ah ee atamka dhexe, taasoo NH₃ si khalad ah ka dhigta molekiyuul saddex-gees fidsan.
• Tirinta xidhiidh laba-laab ah ama saddex-laab ah sida laba ama saddex goobood.
• Gabagabeynta in molekiyuul laba-cirif yahay sababtoo ah xidhiidhadiisu waa laba-cirif, iyada oo aan la hubin haddii laba-cirifyadu is-baabi'iyaan.
• Xukunka isku-simnaanta sawir fidsan. CH₂Cl₂ waxay u egtahay mid isku-simman warqadda laakiin waa afar-wejiile leh laba nooc oo xidhiidh ah oo kala duwan, sidaa darteed waa laba-cirif.
• Dhigidda lammaanayaasha keli ah boosaska axial-ka ah ee saddex-gees laba-pyramid ah, taasoo siisa qaab khaldan SF₄, ClF₃ iyo XeF₂.