VSEPR nga Geometry ngan Polaridad han Molekula

Pag-ihap han electron domain ha palibot han sentral nga atomo

An VSEPR nagtitikang ha husto nga Lewis nga istruktura. Ha palibot han sentral nga atomo, ihapa an electron domain: an kada lone pair usa nga domain, ngan an kada bugkos ngadto ha lain nga atomo usa nga domain bisan single, double o triple. An kabug-osan kasagaran ginngangaranan nga steric number. An double nga bugkos giihap makausa la tungod kay an mga electron hini naghuhunong ha pariho nga rehiyon han luna tali han duha nga atomo.

An steric number nagtutukod han electron-domain nga geometry, an han-ay nga nagpapabilin han mga domain nga pinakahirayo. An duha nga domain linear (180°), an tulo trigonal planar (120°), an upat tetrahedral (109.5°), an lima trigonal bipyramidal (90° ngan 120°), ngan an unom octahedral (90°).

An hamubo nga label nagsusubay han ihap. Ha AXₘEₙ nga notasyon, an A amo an sentral nga atomo, an m amo an ihap han nakabugkos nga mga atomo nga X, ngan an n amo an ihap han lone pair nga E ha sentral nga atomo. An tubig AX₂E₂: duha nga nakabugkos nga atomo ngan duha nga lone pair, steric number 4.

Electron-domain nga geometry kontra porma han molekula

An lone pair naghuhunong hin luna, kundi dire sira atomo, salit diri sira makita ha ngaran han porma han molekula. An molekular nga geometry naghuhulagway la kun hain nahamutang an mga atomo. Kun waray lone pair ha sentral nga atomo, pariho an duha nga geometry; kun may lone pair, nagkakalainan.

Ha trigonal bipyramid, diri katumbas an mga posisyon: an tulo nga equatorial nga posisyon 120° an layo ha usa ha usa ngan an duha nga axial nga posisyon 90° tikang ha equator. An mga lone pair nahuhunong anay ha equatorial nga mga posisyon, tungod kay an equatorial nga lugar duha la an kaarapit ha 90° samtang an axial nga lugar tulo.

• Steric number 3: AX₃ trigonal planar; AX₂E bent, anggulo nga mas gutiay kay ha 120°.
• Steric number 4: AX₄ tetrahedral; AX₃E trigonal pyramidal; AX₂E₂ bent, mga anggulo nga mas gutiay kay ha 109.5°.
• Steric number 5: AX₅ trigonal bipyramidal; AX₄E seesaw; AX₃E₂ T-shaped; AX₂E₃ linear.
• Steric number 6: AX₆ octahedral; AX₅E square pyramidal; AX₄E₂ square planar.

Kay ano nga ginpapagutiay han lone pair an anggulo han bugkos

An lone pair gihahawak han usa la nga nucleus, salit an iya densidad han electron mas lapad nga nakakaylap ha harapit han sentral nga atomo kay ha bonding pair. An mga pagtutuok salit sumusunod hini nga han-ay: lone pair–lone pair > lone pair–bonding pair > bonding pair–bonding pair, ngan an kada dugang nga lone pair nagpapasulod pa han nahibilin nga mga bugkos nga mas harapit.

An pamilya nga tetrahedral nagpapakita han uso. An methane, CH₄, nga waray lone pair, may mga anggulo nga H–C–H nga 109.5°. An ammonia, NH₃, nga may usa nga lone pair, may mga anggulo nga H–N–H nga gutiay nga mas gutiay. An tubig, nga may duha nga lone pair, may anggulo nga H–O–H nga 104.5°, an bili nga gin-hatag ha OpenStax Chemistry 2e. An mga multiple nga bugkos may pariho, mas gutiay nga epekto, tungod kay an double nga bugkos nagdadara hin mas damo nga densidad han electron kay ha single nga bugkos.

An VSEPR kasaligan nga nagtatagna han direksyon hini nga mga pagtipas, kundi diri han eksakto nga kadako hini. Kun an pakiana naghahangyo hin anggulo ha molekula nga may mga lone pair, tubaga hin "gutiay nga mas gutiay kay han" ideal nga bili gawas kun may sinukat ka nga datos.

Mga halimbawa nga gin-solbar: chlorine trifluoride ngan xenon tetrafluoride

Chlorine trifluoride, ClF₃. Valence electron: 7 + 3(7) = 28. An tulo nga Cl–F single nga bugkos naggagamit hin 6 nga electron, ngan an pagkumpleto han tulo nga octet han fluorine naggagamit hin 3 × 6 = 18, para ha 24. An nahibilin nga 4 nga electron mapupunta ha chlorine sugad hin duha nga lone pair. An chlorine may tulo nga bugkos ngan duha nga lone pair, salit AX₃E₂ ito nga may steric number nga 5 ngan trigonal bipyramidal nga electron-domain nga geometry.

An duha nga lone pair nahuhunong ha equatorial nga mga posisyon. Nagbibilin ito hin usa nga fluorine ha equatorial nga plano ngan duha ha axial nga mga posisyon, salit an mga atomo nagporma hin T. An mga lone pair nagtutulak han axial nga mga fluorine paingod ha equatorial, salit an mga anggulo nga F–Cl–F gutiay nga mas gutiay kay ha 90°. An tulo nga Cl–F bond dipole diri nagkakansela ha T nga porma, salit polar an ClF₃.

Xenon tetrafluoride, XeF₄. Valence electron: 8 + 4(7) = 36. An upat nga Xe–F nga bugkos naggagamit hin 8 nga electron ngan an mga lone pair han fluorine naggagamit hin 4 × 6 = 24, para ha 32. An nahibilin nga 4 nga electron duha nga lone pair ha xenon. Upod an upat nga bugkos ngan duha nga lone pair, an xenon AX₄E₂, steric number 6, octahedral nga electron-domain nga geometry.

Ha octahedron, katumbas an kada posisyon, salit an syahan nga lone pair puyde ibutang bisan diin; an ikaduha nagduduso direkta ha kabaliktaran hini, 180° an layo, basi mapaubos an lone pair–lone pair nga pagtutuok. An upat nga fluorine unya nahamutang ha usa nga plano nga 90° ha ira kasuod: square planar. An kada Xe–F nga bugkos polar, kundi an kabaliktaran nga mga bugkos nagtutudlok ha eksakto nga kabaliktaran nga direksyon, salit nagkakansela an mga dipole ngan nonpolar an XeF₄.

Pagdugang han bond dipole basi pangitaon an polaridad han molekula

An bugkos tali han mga atomo nga lain an electronegativity polar, nga may partial nga negatibo nga karga (δ−) ha mas electronegative nga atomo. An kada bond dipole may kadako ngan direksyon, salit nagtutugyan ito sugad hin vector. An molekular nga dipole moment amo an vector sum han ngatanan nga bond dipole, kasagaran gin-re-report ha debye (1 D ≈ 3.336 × 10⁻³⁰ C·m).

Nagkakansela an bond dipole kun an pariho nga mga bugkos gin-aayos nga simetriko sa palibot han sentral nga atomo. Nahihitabo ito para ha AX₂ linear, AX₃ trigonal planar, AX₄ tetrahedral, AX₅ trigonal bipyramidal ngan AX₆ octahedral nga mga molekula kun pariho an ngatanan nga atomo nga X, ngan liwat para ha AX₄E₂ square planar ngan AX₂E₃ linear nga mga porma, kun diin an mga lone pair simetriko an pagkaayos ngan an kada bugkos nagtutudlok direkta ha kabaliktaran hin pariho nga bugkos. An iba nga kombinasyon han porma ngan mga substituent kasagaran nagbibilin hin net nga dipole.

Halimbawa nga pagtapat: sulfur dioxide ngan sulfur trioxide. An SO₂ may 6 + 2(6) = 18 nga valence electron; an Lewis nga istruktura hini nagbubutang hin duha nga bonding domain ngan usa nga lone pair ha sulfur (AX₂E), salit bent an molekula. An duha nga S–O dipole bahin nga nagtutudlok ha pariho nga direksyon, diri sero an ira kabug-osan, ngan polar an SO₂. An SO₃ may 6 + 3(6) = 24 nga valence electron ngan tulo nga bonding domain nga waray lone pair ha sulfur (AX₃), salit trigonal planar ito. An tulo nga pariho nga dipole nga 120° an layo nagdudugang ngadto ha sero, ngan nonpolar an SO₃ bisan polar an kada bugkos hini.

Kasagaran nga mga sayop ha porma ngan polaridad

Kadam-an han sayop tikang ha pagsikwat han Lewis nga istruktura o ha pagbasa han patag nga drowing ha pahina sugad nga tinuod nga porma. Nakakadakop hini an madali nga rutina: magdrowing han Lewis nga istruktura, ihapa an mga domain ha sentral nga atomo, ngaranan an electron-domain nga geometry, tangtanga an mga lone pair basi ngaranan an molekular nga porma, unya dugangi an mga bond dipole ha tulo nga dimensyon.

An pisikal nga modelo o maupay nga wedge-and-dash nga drowing nakakabulig ha katapusan nga lakang. Kun mapapalibot mo an molekula basi an usa nga bond dipole waray kapares nga nagtutudlok ha kabaliktaran, polar an molekula. Kun an kada bugkos may pariho nga bugkos ha kabaliktaran nga sapit, o simetriko nga set sugad han tulo nga bugkos ha 120°, nonpolar ito.

• Pagngaran han electron-domain nga geometry kun an pakiana naghahangyo han molekular nga porma. An mga domain han tubig tetrahedral; an porma hini bent.
• Pagkalimot han mga lone pair ha sentral nga atomo, nga nagpapahimo sayop ha NH₃ sugad nga trigonal planar nga molekula.
• Pag-ihap han double o triple nga bugkos sugad nga duha o tulo nga domain.
• Pagsumat nga polar an molekula tungod kay polar an mga bugkos hini, nga waray pagsusi kun nagkakansela an mga dipole.
• Paghusga han simetriya tikang ha patag nga drowing. An CH₂Cl₂ simetriko an hitsura ha papel kundi tetrahedral nga may duha nga lain-lain nga klase han bugkos, salit polar ito.
• Pagbutang han mga lone pair ha axial nga mga posisyon han trigonal bipyramid, nga naghahatag han sayop nga porma para ha SF₄, ClF₃ ngan XeF₂.