Molekulinės geometrijos apibrėžimas chemijoje

Chemijoje, molekulinė geometrija apibūdina a trimatę formą molekulė ir santykinė atominiai branduoliai molekulės. Suprasti molekulės molekulinę geometriją yra svarbu, nes erdviniai ryšiai tarp atomas lemia jo reaktyvumą, spalvą, biologinį aktyvumą, materijos būseną, poliškumą ir kt savybes.

Pagrindiniai įleidžiami daiktai: molekulinė geometrija

Molekulinę geometriją galima apibūdinti pagal jungties kampus, suformuotus tarp dviejų gretimų jungčių. Paprastos molekulių formos yra šios:

Linijinis: Tiesinės molekulės yra tiesios formos. Ryšio kampai molekulėje yra 180 °. Anglies dioksidas (CO₂) ir azoto oksidas (NO) yra tiesinės.

Kampinis: Kampinių, išlenktų arba V formos molekulių jungties kampai yra mažesni nei 180 °. Puikus pavyzdys yra vanduo (H₂O).

Trigonalinė plokštuma: Trigonalios plokštumos molekulės sudaro maždaug trikampę formą vienoje plokštumoje. Ryšio kampai yra 120 °. Pavyzdys yra boro trifluoridas (BF₃).

Tetra katedra: Tetraedrinė forma yra keturių pusių vientisa forma. Ši forma atsiranda, kai vienas centrinis atomas turi keturis ryšius. Ryšio kampai yra 109,47 °. Tetraedrinės formos molekulės pavyzdys yra metanas (CH₄).

AštuonkampisAštuonkampio formos aštuoni paviršiai ir jungties kampai yra 90 °. Oktaedrinės molekulės pavyzdys yra sieros heksafluoridas (SF₆).

Trigoninė piramidė: Ši molekulės forma primena piramidę su trikampiu pagrindu. Nors tiesinė ir trigonalinė formos yra plokštumos, trigonalinė piramidinė forma yra trimatė. Molekulės pavyzdys yra amoniakas (NH₃).

Paprastai nėra praktiška formuoti trijų matmenų molekulių modelius, ypač jei jie yra dideli ir sudėtingi. Dažniausiai molekulių geometrija vaizduojama dviem matmenimis, kaip ant piešinio ant popieriaus lapo arba besisukančio modelio kompiuterio ekrane.

Keletas bendrų reprezentacijų yra:

Linijos ar lazdelės modelis: Šio tipo modeliuose vaizduojamos tik lazdos ar linijos cheminiai ryšiai yra vaizduojami. Lazdelių galų spalvos rodo atomai, tačiau atskiri atominiai branduoliai nerodomi.

Rutulio ir pagaliuko modelis: Tai yra įprastas modelio tipas, kuriame atomai parodomi kaip rutuliai ar rutuliai, o cheminiai ryšiai yra lazdelės ar linijos, jungiančios atomus. Dažnai atomai yra spalvoti, kad parodytų savo tapatybę.

Elektronų tankio diagrama: Čia nei atomai, nei jungtys nėra tiesiogiai nurodyti. Sklypas yra tikimybės surasti žemėlapį žemėlapis elektronas. Šis atvaizdavimo būdas nusako molekulės formą.

Animacinis filmas: Filmukai naudojami didelėms, sudėtingoms molekulėms, kurias gali turėti keli subvienetai, kaip ir baltymai. Šie brėžiniai rodo alfa spiralių, beta lakštų ir kilpų vietą. Atskiri atomai ir cheminiai ryšiai nenurodyti. Molekulės stuburas pavaizduotas kaip juostelė.

Dviejų molekulių cheminė formulė gali būti ta pati, tačiau jų geometrija skiriasi. Šios molekulės yra izomerai. Izomerai gali turėti bendras savybes, tačiau įprasta, kad jie turi skirtingą lydymosi ir virimo tašką, skirtingą biologinį aktyvumą ir net skirtingas spalvas ar kvapus.

Trimatę molekulės formą galima nuspėti pagal cheminių ryšių, kuriuos ji sukuria su kaimyniniais atomais, tipus. Prognozės daugiausia grindžiamos elektronegatyvumas skirtumai tarp atomų ir jų oksidacijos būsenos.

Empirinis prognozių patikrinimas gaunamas difrakcijos ir spektroskopijos būdu. Rentgeno kristalografija, elektronų difrakcija ir neutronų difrakcija gali būti naudojami norint įvertinti elektronų tankį molekulėje ir atstumus tarp atominių branduolių. Ramano, IR ir mikrobangų spektroskopija pateikia duomenis apie cheminių ryšių vibracinį ir sukamąjį sugertį.

Molekulės molekulinė geometrija gali kisti priklausomai nuo jos materijos fazės, nes tai daro įtaką ryšiams tarp molekulių atomų ir jų ryšiui su kitomis molekulėmis. Panašiai tirpale esančios molekulės molekulinė geometrija gali skirtis nuo jos formos kaip dujos ar kieta. Idealiu atveju molekulinė geometrija būtų įvertinta, kai molekulė yra žemoje temperatūroje.

• Chremosas, Alexandrosas; Douglasas, Jackas F. (2015). "Kada šakotas polimeras tampa dalele?" Dž. Chem. Fiz. 143: 111104. doi:10.1063/1.4931483
• Medvilnė, F. Albertas; Wilkinsonas, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmannas, Manfredas (1999). Pažangi neorganinė chemija (6-asis leidimas). Niujorkas: „Wiley-Interscience“. ISBN 0-471-19957-5.
• McMurry, Johnas E. (1992). Organinė chemija (3-asis leidimas). Belmontas: Wadsworthas. ISBN 0-534-16218-5.