Το πυραμιδικό σχήμα των μορίων

Η θεωρία απώθησης ζεύγους ηλεκτρονίων κελύφους σθένους (VSEPR), η οποία υποστηρίζει ότι τα ζεύγη ηλεκτρονίων σε δεσμούς ή τα μεμονωμένα ζεύγη απορρίπτουν το ένα το άλλο, είναι το πιο ουσιαστικό συστατικό που καθορίζει τη μορφή ενός μορίου. Αυτό σημαίνει ότι κάθε δεσμός σε ένα μόριο θα προσπαθήσει να απομακρυνθεί όσο το δυνατόν περισσότερο ο ένας από τον άλλον, καθώς και τυχόν μοναχικά ζεύγη. Ο συνολικός αριθμός δεσμών και μεμονωμένων ζευγών στο κεντρικό άτομο είναι ο στερικός αριθμός, επομένως ένα κεντρικό άτομο με δύο δεσμούς και ένα μοναχικό ζεύγος έχει στερικό αριθμό δύο.

Ποιο είναι το πυραμιδικό σχήμα των μορίων στη χημεία;

• Στη χημεία, μια πυραμίδα αναφέρεται στη μοριακή γεωμετρία ή, για να το θέσω αλλιώς, στη δομή των ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων των μηκών δεσμών, των γωνιών κ.λπ. Όταν σκεφτόμαστε τις πυραμίδες, συνήθως σκεφτόμαστε τα τριγωνικά διπυραμιδικά, τα οποία είναι μόρια που έχουν σχήμα πυραμίδας με βάση τριγώνου.

• Μια τριγωνική πυραμίδα έχει ένα άτομο στην κορυφή και τρία άτομα στις γωνίες μιας τριγωνικής βάσης, παρόμοια με ένα τετράεδρο.

• Το μόριο ανήκει στην ομάδα σημείων C3v όταν και τα τρία άτομα στις γωνίες είναι πανομοιότυπα.

• Τα υδρίδια πνικτογόνων (XH₃ ), τριοξείδιο του ξένου (XeO₃). ), το χλωρικό ιόν, ClO, και το θειώδες ιόν, SO2 είναι μερικά μόρια και ιόντα με τριγωνική πυραμιδική δομή.
• Τα μόρια με τριγωνική πυραμιδική γεωμετρία αναφέρονται μερικές φορές ως sp υβριδοποιημένα στην οργανική χημεία.
• Σύμφωνα με την προσέγγιση AX για τη θεωρία VSEPR, η ταξινόμηση είναι AX₃ E₁ .
• Η γωνία δεσμού της πυραμιδικής είναι 109,5o.

(στ) Πολύεδρο συντονισμού

• Η χωρική διάταξη των ατόμων του συνδέτη που είναι άμεσα συνδεδεμένα με το κεντρικό άτομο/ιόν ορίζει ένα πολύεδρο συντονισμού.

• Οκτάεδρα, τετράγωνα επίπεδα και τετραεδρικά πολύεδρα συντονισμού είναι τα πιο κοινά.
• [Co(NH3)6], NH₃ , και [PtCl4], για παράδειγμα, είναι οκταεδρικά, τετραεδρικά, τριγωνικά επίπεδα και τετράγωνα επίπεδα, αντίστοιχα.

Είναι αλήθεια ότι τα πυραμιδικά μόρια είναι πολικά;

Επειδή οι πολικότητες των δεσμών αλληλοαναιρούνται, ένα τριγωνικό επίπεδο μόριο (BF₃ ) είναι μη πολικό, αλλά ένα τριγωνικό πυραμιδικό μόριο (NH₃ ) είναι πολικό.

Παράδειγμα για το επίπεδο σχήμα των μορίων NH3

• Γενικά, όταν το κεντρικό άτομο σε ένα μόριο έχει τρεις δεσμούς και ένα μεμονωμένο ζεύγος, το μόριο παίρνει μια τριγωνική πυραμιδική δομή. Ο υβριδισμός sp λαμβάνει χώρα στο κεντρικό άτομο μορίων με γεωμετρίες τετραεδρικού ζεύγους ηλεκτρονίων.

• Η τριγωνική πυραμιδική μοριακή γεωμετρία του NH₃ είναι ένα παράδειγμα γεωμετρίας τετραεδρικού ζεύγους ηλεκτρονίων που οδηγεί σε τριγωνική πυραμιδική μοριακή γεωμετρία.

• Λόγω των πέντε ηλεκτρονίων σθένους του, το άζωτο απαιτεί τρία επιπλέον ηλεκτρόνια από τρία άτομα υδρογόνου για να ολοκληρώσει την οκτάδα του. Αυτό αφήνει ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων χωρίς άλλο άτομο με το οποίο να σχηματιστεί δεσμός. Τα τρία άτομα υδρογόνου και το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων απέχουν όσο μπορεί να είναι μεταξύ τους με γωνία δεσμού 109.

• Τα μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων απωθούν τα τρία δεσμευμένα άτομα υδρογόνου λίγο περισσότερο, με αποτέλεσμα μια ελαφρά συμπίεση σε γωνία δεσμού 107.
• Επειδή το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων, ενώ εξακολουθεί να ασκεί την πρόσκρουσή του, είναι αόρατο όταν εξετάζουμε τη μοριακή γεωμετρία, το μόριο έχει τριγωνική πυραμιδική μοριακή γεωμετρία.
•  Το μόριο είναι τρισδιάστατο, σε αντίθεση με το μόριο υδριδίου του βορίου, το οποίο έχει μια επίπεδη τριγωνική επίπεδη μοριακή γεωμετρία λόγω της απουσίας ενός μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων.

Συμπέρασμα

Μια τριγωνική πυραμίδα είναι ένα μοριακό σχήμα με ένα άτομο στην κορυφή και τρία άτομα στις γωνίες μιας τριγωνικής βάσης. Το μόριο της αμμωνίας έχει ένα τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα με τρία άτομα υδρογόνου και ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων συνδεδεμένα με το άτομο αζώτου. Τρία συνδεδεμένα ζευγάρια και ένα μοναχικό ζευγάρι αποτελούν αυτήν την ομάδα. Αυτός ο τύπος μορίου έχει τρία μόρια συνδεδεμένα με ένα κεντρικό άτομο. Τα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει λιγότερη απώθηση μεταξύ τους (προς τις γωνίες ενός ισόπλευρου τριγώνου). Ένα καλό παράδειγμα είναι το Battlefield 3. Αυτός ο τύπος μορίου έχει τρία μόρια συνδεδεμένα με ένα κεντρικό άτομο. Τοποθετούνται κοντά στις γωνίες ενός ισόπλευρου τριγώνου για να μειώσουν την απώθησή τους.