C2H4 Μοριακή Γεωμετρία και Γωνίες Δεσμών

Το C2H4 είναι ο χημικός τύπος ενός άχρωμου και εύφλεκτου αερίου γνωστού ως Αιθυλένιο. Λέγεται ότι είναι ένας υδρογονάνθρακας που έχει δύο άτομα άνθρακα συνδεδεμένα μαζί του με διπλό δεσμό. Είναι ελαφρύτερο από τον αέρα. Το C2H4 είναι ένα παράδειγμα υβριδισμού sp², που σημαίνει ότι ένα s τροχιακό και δύο τροχιακά p αναμιγνύονται για να δώσουν τρία τροχιακά sp². Εδώ, ένα τροχιακό 2p δεν αλλάζει και θα βοηθήσει στο σχηματισμό ενός δεσμού pi. Κάθε ένα από τα άτομα άνθρακα sp² έχει μια τριγωνική επίπεδη γεωμετρία και μια γωνία 120o μεταξύ των δεσμών. Σύμφωνα με τη θεωρία VSEPR, η μοριακή γεωμετρία C2H4 και η γεωμετρία των ηλεκτρονίων είναι ίδιες, δηλαδή τριγωνικά επίπεδα.

Σημασία μοριακής γεωμετρίας C2H4

Η μοριακή δομή καθορίζει τη διάταξη των ατόμων σε ένα μόριο ή ιόν. Στην περίπτωση του C2H4, κάθε άνθρακας στο μόριο του υφίσταται υβριδισμό sp² και τα δύο υδρογόνα κάνουν τη δομή να μοιάζει με ένα δισδιάστατο τριγωνικό επίπεδο. Το συνδεδεμένο ζεύγος υδρογόνου που συνδέεται με τον άνθρακα απωθεί το ένα το άλλο, και ως αποτέλεσμα, το σχήμα που σχηματίζεται έτσι είναι ένα τριγωνικό επίπεδο. Η δομή Lewis βοηθά να ανακαλύψουμε τη μοριακή γεωμετρία C2H4 καθώς το διάγραμμα Lewis καθορίζει τον αριθμό των μεμονωμένων ζευγών και των ζευγών δεσμών που περιλαμβάνει ένα μόριο.

Η μέθοδος A-X-N μπορεί να ανακαλύψει τη μοριακή γεωμετρία του C2H4 και τις γωνίες δεσμού. Εδώ, το κεντρικό άτομο αντιπροσωπεύεται από το «Α». Σε αυτή την περίπτωση, Α=1. Ο αριθμός των ατόμων που έχουν συνδεθεί με το κεντρικό άτομο συμβολίζεται με «Χ». Εδώ, τα δύο άτομα άνθρακα συνδέονται και τα δύο άτομα έχουν δύο άτομα υδρογόνου συνδεδεμένα σε αυτά. Το "N" υποδηλώνει τον αριθμό των μονών ζευγών που είναι συνδεδεμένα με το κεντρικό άτομο και το C2H4  δεν έχει μεμονωμένο ζεύγος, που σημαίνει N=0. Έτσι, πήραμε το AX3 για το μόριο C2H4  με τη μέθοδο A-X-N. Καθώς το μόριο δεν έχει μεμονωμένα ζεύγη, μπορεί να αγνοήσουμε το N. Το AX3 ορίζει το σχήμα του C2H4  ως Τριγωνικό Επίπεδο με γωνίες δεσμού 120 μοιρών.

Ερωτήσεις μοριακής γεωμετρίας C2H4

Πώς μπορείτε να μάθετε τη μοριακή γεωμετρία του C2H4 και τις γωνίες δεσμού;

Τα τρία βήματα για να μάθετε τη μοριακή γεωμετρία και τις γωνίες δεσμού C2H4 είναι:

1. Αρχικά, ανακαλύψτε τον αριθμό των μεμονωμένων ζευγών που έχει το κεντρικό άτομο του C2H4.

Ένας άλλος όρος για ένα μοναχικό ζευγάρι είναι το μη κοινόχρηστο ζεύγος. Σύμφωνα με τη δομή Lewis του C2H4 , βρέθηκε ότι δεν υπάρχει μεμονωμένο ζεύγος στο κεντρικό άτομο.

Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε τον τύπο για την επιβεβαίωση μοναχικών ζευγών, π.χ.

L.P =(V.E – N.A)/2

Το L.P σημαίνει το μοναχικό ζεύγος στο κεντρικό άτομο, το V.E σημαίνει το ηλεκτρόνιο σθένους του συγκεκριμένου κεντρικού ατόμου και το N.A σημαίνει τον αριθμό των ατόμων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο.

Ηλεκτρόνια σθένους άνθρακα =4. Τα άτομα που συνδέονται με τα άτομα άνθρακα =4

Ως εκ τούτου, Lone pair =(4 – 4)/2. Έτσι μάθαμε ότι το μόριο δεν έχει μεμονωμένο ζεύγος.

2. Μάθετε τον υβριδισμό του C2H4 

Για να προσδιοριστεί η μοριακή γεωμετρία C2H4, απαιτείται να βρεθεί ο υβριδισμός του C2H4 . Ο τύπος για να ανακαλύψετε τον υβριδισμό είναι:- H =N.A. =L.P.

Το

H σημαίνει υβριδισμός, το N.A σημαίνει τον αριθμό των ατόμων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο και το L.P. σημαίνει μοναχικά ζεύγη στο συγκεκριμένο άτομο. Όταν κοιτάζουμε τη δομή κουκίδων Lewis του C2H4, ανακαλύπτουμε ότι ο άνθρακας είναι το κεντρικό άτομο του μορίου και κάθε άτομο άνθρακα συνδέεται με τρία άτομα, δηλαδή ένα άτομο άνθρακα και δύο άτομα υδρογόνου. Στο προηγούμενο βήμα, διαπιστώσαμε ότι έχει 0 μοναχικά ζεύγη, επομένως χρησιμοποιούμε αυτές τις πληροφορίες εδώ σε αυτόν τον τύπο.

H =3 + 0

Ο αριθμός του υβριδισμού είναι τρεις, πράγμα που σημαίνει ότι πρόκειται για υβριδισμό sp².

Συμπέρασμα

Το αιθυλένιο είναι ένα άχρωμο αέριο ελαφρύτερο από τον αέρα και είναι επίσης διαλυτό στο νερό. Ο χημικός τύπος για το αιθυλένιο είναι C2H4  που σημαίνει ότι έχει δύο άτομα άνθρακα και τέσσερα άτομα υδρογόνου. Τα δύο άτομα άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους και κάθε άτομο συνδέεται με δύο άτομα υδρογόνου. Η μοριακή γεωμετρία C2H4 είναι μια τριγωνική επίπεδη και η γεωμετρία των ηλεκτρονίων της είναι επίσης η ίδια. Η γωνία μεταξύ των δεσμών είναι 120ο. Επίσης, η ελεύθερη περιστροφή των δύο διπλών δεσμών άνθρακα είναι περιορισμένη. Μπορούμε να πάρουμε τη βοήθεια της δομής του Lewis για να ανακαλύψουμε τη μοριακή γεωμετρία καθώς καθορίζει τον αριθμό των ζευγών δεσμών και των μοναχικών ζευγών που περιέχονται στο μόριο.