Ìrísí VSEPR àti Ìpòlù Mọ́lẹ́kùùlù

Kíka àwọn àgbègbè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù yí átọ̀mù àárín ká

VSEPR bẹ̀rẹ̀ láti ìṣètò Lewis tó tọ́. Yí átọ̀mù àárín ká, ka àwọn àgbègbè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù: ìpéjú tí kò sopọ̀ kọ̀ọ̀kan jẹ́ àgbègbè kan, ìsopọ̀ kọ̀ọ̀kan sí átọ̀mù mìíràn sì jẹ́ àgbègbè kan bóyá ó jẹ́ ìsopọ̀ kan, méjì tàbí mẹ́ta. A sábà máa ń pe àpapọ̀ náà ní nọ́ńbà sitẹ́rìkì. Ìsopọ̀ méjì ń ka lẹ́ẹ̀kan nítorí àwọn ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù rẹ̀ ń gba àgbègbè ààyè kan náà láàrin àwọn átọ̀mù méjèèjì.

Nọ́ńbà sitẹ́rìkì ń pinnu ìrísí àgbègbè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù, ìṣètò tó ń pa àwọn àgbègbè mọ́ jìnnà jù sí ara wọn. Àgbègbè méjì jẹ́ ìlà títọ́ (180°), mẹ́ta jẹ́ onígun-mẹ́ta pẹrẹsẹ (120°), mẹ́rin jẹ́ tẹ́tíráhẹ́dírà (109.5°), márùn-ún jẹ́ bípírámídì onígun-mẹ́ta (90° àti 120°), mẹ́fà sì jẹ́ ọ́któhẹ́dírà (90°).

Àmì kúkúrú ń tọ́pa ìkà náà. Nínú àkọtọ́ AXₘEₙ, A ni átọ̀mù àárín, m ni iye àwọn átọ̀mù X tí a so, n sì ni iye àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ E lórí átọ̀mù àárín. Omi jẹ́ AX₂E₂: átọ̀mù méjì tí a so àti ìpéjú tí kò sopọ̀ méjì, nọ́ńbà sitẹ́rìkì 4.

Ìrísí àgbègbè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù ní ìfiwéra pẹ̀lú ìrísí mọ́lẹ́kùùlù

Àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ ń gba ààyè, ṣùgbọ́n wọn kì í ṣe átọ̀mù, nítorí náà wọn kò hàn nínú orúkọ ìrísí mọ́lẹ́kùùlù. Ìrísí mọ́lẹ́kùùlù ń ṣàpèjúwe ibi tí àwọn átọ̀mù wà nìkan. Nígbà tí kò bá sí ìpéjú tí kò sopọ̀ lórí átọ̀mù àárín, ìrísí méjèèjì jẹ́ kan náà; nígbà tí ìpéjú tí kò sopọ̀ bá wà, wọ́n yàtọ̀.

Nínú bípírámídì onígun-mẹ́ta àwọn ipò kò dọ́gba: ipò ìlà-àárín mẹ́tẹ̀ẹ̀ta wà ní 120° síra àti ipò òpó méjì wà ní 90° láti ìlà-àárín. Àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ ń lọ sí ipò ìlà-àárín ní àkọ́kọ́, nítorí ibi ìlà-àárín ní aládùúgbò méjì péré ní 90° nígbà tí ibi òpó ní mẹ́ta.

• Nọ́ńbà sitẹ́rìkì 3: AX₃ onígun-mẹ́ta pẹrẹsẹ; AX₂E tí a tẹ̀, igun tó kéré ju 120°.
• Nọ́ńbà sitẹ́rìkì 4: AX₄ tẹ́tíráhẹ́dírà; AX₃E pírámídì onígun-mẹ́ta; AX₂E₂ tí a tẹ̀, àwọn igun tó kéré ju 109.5°.
• Nọ́ńbà sitẹ́rìkì 5: AX₅ bípírámídì onígun-mẹ́ta; AX₄E ìjókòó-ìgbéga; AX₃E₂ ìrísí T; AX₂E₃ ìlà títọ́.
• Nọ́ńbà sitẹ́rìkì 6: AX₆ ọ́któhẹ́dírà; AX₅E pírámídì onígun-mẹ́rin; AX₄E₂ onígun-mẹ́rin pẹrẹsẹ.

Ìdí tí àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ fi ń tẹ àwọn igun ìsopọ̀ mọ́lẹ̀

Ìpéjú tí kò sopọ̀ jẹ́ èyí tí nukilíọ̀sì kan nìkan dì mú, nítorí náà ìṣùpọ̀ ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù rẹ̀ tàn káàkiri jù nítòsí átọ̀mù àárín ju ìpéjú ìsopọ̀ lọ. Àwọn ìtì nítorí náà tẹ̀lé ìtò ìpéjú tí kò sopọ̀–ìpéjú tí kò sopọ̀ > ìpéjú tí kò sopọ̀–ìpéjú ìsopọ̀ > ìpéjú ìsopọ̀–ìpéjú ìsopọ̀, ìpéjú tí kò sopọ̀ kọ̀ọ̀kan tí a fi kún un sì ń fún àwọn ìsopọ̀ tó kù mọ́ra sí i.

Ìdílé tẹ́tíráhẹ́dírà fi ìtẹ̀sí náà hàn. Mẹ́tànì, CH₄, láìní ìpéjú tí kò sopọ̀, ní àwọn igun H–C–H ti 109.5°. Amóníà, NH₃, pẹ̀lú ìpéjú tí kò sopọ̀ kan, ní àwọn igun H–N–H tó kéré díẹ̀. Omi, pẹ̀lú ìpéjú tí kò sopọ̀ méjì, ní igun H–O–H ti 104.5°, iye tí OpenStax Chemistry 2e fún ni. Àwọn ìsopọ̀ púpọ̀ ní ipa kékeré tó jọra, nítorí ìsopọ̀ méjì ń mú ìṣùpọ̀ ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù tó pọ̀ ju ìsopọ̀ kan lọ.

VSEPR ń sọ ìtọ́sọ́nà àwọn ìyapa wọ̀nyí tẹ́lẹ̀ lọ́nà tó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé, ṣùgbọ́n kì í ṣe ìwọ̀n pípé wọn. Nígbà tí ìbéèrè bá béèrè igun nínú mọ́lẹ́kùùlù tó ní ìpéjú tí kò sopọ̀, dáhùn "kéré díẹ̀ sí" iye tó dára àyàfi tí o bá ní dátà tí a wọ̀n.

Àwọn àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́: klóríìnì tíráífluóráìdì àti sénọ́nù tẹ́tràfluóráìdì

Klóríìnì tíráífluóráìdì, ClF₃. Àwọn ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù fálẹ́ǹsì: 7 + 3(7) = 28. Ìsopọ̀ kan mẹ́ta Cl–F ń lo ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù 6, parí àwọn ọ́kítẹ́ẹ̀tì fluórìnì mẹ́ta sì ń lo 3 × 6 = 18, tó jẹ́ 24. Àwọn ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù 4 tó kù lọ sórí klóríìnì gẹ́gẹ́ bí ìpéjú tí kò sopọ̀ méjì. Klóríìnì ní ìsopọ̀ mẹ́ta àti ìpéjú tí kò sopọ̀ méjì, nítorí náà ó jẹ́ AX₃E₂ pẹ̀lú nọ́ńbà sitẹ́rìkì 5 àti ìrísí àgbègbè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù bípírámídì onígun-mẹ́ta.

Àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ méjèèjì gba ipò ìlà-àárín. Èyí fi fluórìnì kan sílẹ̀ nínú pẹrẹsẹ ìlà-àárín àti méjì ní ipò òpó, nítorí náà àwọn átọ̀mù náà ṣe ìrísí T. Àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ ń tì àwọn fluórìnì òpó sí ọ̀dọ̀ ti ìlà-àárín, nítorí náà àwọn igun F–Cl–F kéré díẹ̀ sí 90°. Àwọn ìpòlù ìsopọ̀ mẹ́ta Cl–F kì í fagilé ara wọn ní ìrísí T, nítorí náà ClF₃ ní ìpòlù.

Sénọ́nù tẹ́tràfluóráìdì, XeF₄. Àwọn ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù fálẹ́ǹsì: 8 + 4(7) = 36. Ìsopọ̀ mẹ́rin Xe–F ń lo ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù 8 àti àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ fluórìnì ń lo 4 × 6 = 24, tó jẹ́ 32. Àwọn ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù 4 tó kù jẹ́ ìpéjú tí kò sopọ̀ méjì lórí sénọ́nù. Pẹ̀lú ìsopọ̀ mẹ́rin àti ìpéjú tí kò sopọ̀ méjì, sénọ́nù jẹ́ AX₄E₂, nọ́ńbà sitẹ́rìkì 6, ìrísí àgbègbè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù ọ́któhẹ́dírà.

Nínú ọ́któhẹ́dírà gbogbo ipò dọ́gba, nítorí náà ìpéjú tí kò sopọ̀ àkọ́kọ́ lè lọ sí ibikíbi; ti kejì ń lọ tààrà sí òdìkejì rẹ̀, 180° síra, láti dín ìtì ìpéjú tí kò sopọ̀–ìpéjú tí kò sopọ̀ kù. Àwọn fluórìnì mẹ́rin náà wá wà nínú pẹrẹsẹ kan ní 90° sí àwọn aládùúgbò wọn: onígun-mẹ́rin pẹrẹsẹ. Ìsopọ̀ Xe–F kọ̀ọ̀kan ní ìpòlù, ṣùgbọ́n àwọn ìsopọ̀ tó dojú kọ ara wọn tọ́ka sí ìhà òdìkejì pátápátá, nítorí náà àwọn ìpòlù fagilé ara wọn, XeF₄ sì kò ní ìpòlù.

Fífi àwọn ìpòlù ìsopọ̀ kún un láti rí ìpòlù mọ́lẹ́kùùlù

Ìsopọ̀ láàrin àwọn átọ̀mù tí ẹlẹ́ktrọ́nẹ́gátívíìtì wọn yàtọ̀ ní ìpòlù, pẹ̀lú ẹrù iná òdì apá (δ−) lórí átọ̀mù tó ní ẹlẹ́ktrọ́nẹ́gátívíìtì jù. Ìpòlù ìsopọ̀ kọ̀ọ̀kan ní ìwọ̀n àti ìtọ́sọ́nà, nítorí náà ó ń hùwà bí fẹ́kítọ̀. Ìgbà ìpòlù mọ́lẹ́kùùlù ni àpapọ̀ fẹ́kítọ̀ gbogbo àwọn ìpòlù ìsopọ̀, tí a sábà ròyìn ní dẹ́bàì (1 D ≈ 3.336 × 10⁻³⁰ C·m).

Àwọn ìpòlù ìsopọ̀ ń fagilé ara wọn nígbà tí a bá tò àwọn ìsopọ̀ tó jọra ní ìdọ́gba yí átọ̀mù àárín ká. Èyí ń ṣẹlẹ̀ fún àwọn mọ́lẹ́kùùlù AX₂ ìlà títọ́, AX₃ onígun-mẹ́ta pẹrẹsẹ, AX₄ tẹ́tíráhẹ́dírà, AX₅ bípírámídì onígun-mẹ́ta àti AX₆ ọ́któhẹ́dírà nígbà tí gbogbo átọ̀mù X bá jẹ́ kan náà, àti fún àwọn ìrísí AX₄E₂ onígun-mẹ́rin pẹrẹsẹ àti AX₂E₃ ìlà títọ́ pẹ̀lú, níbi tí a tò àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ ní ìdọ́gba tí ìsopọ̀ kọ̀ọ̀kan sì tọ́ka tààrà sí ìhà òdìkejì ìsopọ̀ tó jọra. Àwọn àpapọ̀ ìrísí àti àwọn ohun ìpààrọ̀ mìíràn sábà máa ń fi ìpòlù àpapọ̀ sílẹ̀.

Ìfiwéra ìṣiṣẹ́: sọ́lfọ̀ díọ́ksáìdì àti sọ́lfọ̀ tíráíọ́ksáìdì. SO₂ ní 6 + 2(6) = 18 ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù fálẹ́ǹsì; ìṣètò Lewis rẹ̀ fi àgbègbè ìsopọ̀ méjì àti ìpéjú tí kò sopọ̀ kan sórí sọ́lfọ̀ (AX₂E), nítorí náà mọ́lẹ́kùùlù náà ni a tẹ̀. Àwọn ìpòlù S–O méjì tọ́ka ní apá kan sí ìhà kan náà, àpapọ̀ wọn kì í ṣe òdo, SO₂ sì ní ìpòlù. SO₃ ní 6 + 3(6) = 24 ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù fálẹ́ǹsì àti àgbègbè ìsopọ̀ mẹ́ta láìsí ìpéjú tí kò sopọ̀ lórí sọ́lfọ̀ (AX₃), nítorí náà ó jẹ́ onígun-mẹ́ta pẹrẹsẹ. Àwọn ìpòlù mẹ́ta tó dọ́gba ní 120° síra papọ̀ jẹ́ òdo, SO₃ sì kò ní ìpòlù bó tilẹ̀ jẹ́ pé gbogbo ìsopọ̀ inú rẹ̀ ní ìpòlù.

Àwọn àṣìṣe ìrísí àti ìpòlù tó wọ́pọ̀

Ọ̀pọ̀ àṣìṣe wá láti fífò ìṣètò Lewis tàbí kíka àwòrán pẹrẹsẹ tó wà lórí ojú-ìwé bí ẹni pé ó jẹ́ ìrísí gidi. Ìlànà kíákíá ń mú wọn: ya ìṣètò Lewis, ka àwọn àgbègbè lórí átọ̀mù àárín, sọ ìrísí àgbègbè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù, mú àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ kúrò láti sọ ìrísí mọ́lẹ́kùùlù, lẹ́yìn náà fi àwọn ìpòlù ìsopọ̀ kún un ní ìwọ̀n mẹ́ta.

Àwòṣe ara tàbí àwòrán ìkọ̀wé-àti-ìlà ṣèrànwọ́ pẹ̀lú ìgbésẹ̀ ìkẹyìn. Tí o bá lè yí mọ́lẹ́kùùlù náà po kí ìpòlù ìsopọ̀ kan má ní alábàáṣiṣẹ́ tó tọ́ka sí ìhà òdìkejì, mọ́lẹ́kùùlù náà ní ìpòlù. Tí ìsopọ̀ kọ̀ọ̀kan bá ní ìsopọ̀ tó jọra ní ẹ̀gbẹ́ òdìkejì, tàbí ṣeto ìdọ́gba bíi ìsopọ̀ mẹ́ta ní 120°, kò ní ìpòlù.

• Sísọ ìrísí àgbègbè ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù nígbà tí ìbéèrè bá béèrè ìrísí mọ́lẹ́kùùlù. Àwọn àgbègbè omi jẹ́ tẹ́tíráhẹ́dírà; ìrísí rẹ̀ ni a tẹ̀.
• Gbígbàgbé àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ lórí átọ̀mù àárín, èyí tó ń sọ NH₃ di mọ́lẹ́kùùlù onígun-mẹ́ta pẹrẹsẹ ní àṣìṣe.
• Kíka ìsopọ̀ méjì tàbí mẹ́ta bí àgbègbè méjì tàbí mẹ́ta.
• Pípinnu pé mọ́lẹ́kùùlù kan ní ìpòlù nítorí àwọn ìsopọ̀ rẹ̀ ní ìpòlù, láì ṣàyẹ̀wò bóyá àwọn ìpòlù fagilé ara wọn.
• Dídájọ́ ìdọ́gba láti àwòrán pẹrẹsẹ. CH₂Cl₂ dà bí ẹni pé ó dọ́gba lórí ìwé ṣùgbọ́n ó jẹ́ tẹ́tíráhẹ́dírà pẹ̀lú irú ìsopọ̀ méjì tó yàtọ̀, nítorí náà ó ní ìpòlù.
• Gbígbé àwọn ìpéjú tí kò sopọ̀ sí ipò òpó ti bípírámídì onígun-mẹ́ta, èyí tó fún ni ní ìrísí tí kò tọ́ fún SF₄, ClF₃ àti XeF₂.