Πώς επηρεάζουν τα ηλεκτρόνια το σχήμα ενός μορίου;

Τα ηλεκτρόνια διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό του σχήματος ενός μορίου. Εδώ είναι:

1. Ηλεκτρόνια και συγκόλληση σθένους:

* Τα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κέλυφος (ηλεκτρόνια σθένους) εμπλέκονται στη χημική σύνδεση. Δημιουργούν δεσμούς με άλλα άτομα για να επιτύχουν μια σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων.

* Ο τύπος του σχηματισμένου δεσμού εξαρτάται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους και την ηλεκτροαρνητικότητα των εμπλεκόμενων ατόμων. Για παράδειγμα, ένας μόνο δεσμός περιλαμβάνει ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, ένας διπλός δεσμός περιλαμβάνει δύο κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων και ούτω καθεξής.

2. Απομάκρυνση ηλεκτρονίων και θεωρία VSEPR:

* Θεωρία Απομάκρυνσης Electron Electron (VSEPR) δηλώνει ότι τα ζεύγη ηλεκτρονίων (τόσο συγκόλληση όσο και μη-δεσμεύσεων) γύρω από ένα κεντρικό άτομο θα οργανώσουν τον εαυτό τους για να ελαχιστοποιήσουν την απόρριψη. Αυτή η ρύθμιση οδηγεί σε συγκεκριμένα μοριακά σχήματα.

* Τα ζεύγη ηλεκτρονίων (ζεύγη μη σύνδεσης) ασκούν ισχυρότερη απόρριψη από τα ζεύγη συγκόλλησης Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μοναδικά ζεύγη εντοπίζονται γύρω από το κεντρικό άτομο, ενώ τα ζεύγη συγκόλλησης μοιράζονται μεταξύ δύο ατόμων.

3. Υβριδισμός:

* Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα ατομικά τροχιακά μπορούν να υβριδοποιηθούν για να σχηματίσουν νέα υβριδικά τροχιακά που είναι πιο κατάλληλα για συγκόλληση.

* Ο αριθμός και η διάταξη των υβριδικών τροχιακών καθορίζουν το σχήμα του μορίου. Για παράδειγμα, ο υβριδισμός SP3 οδηγεί σε τετραεδρική γεωμετρία, η υβριδοποίηση SP2 οδηγεί σε τριγωνική επίπεδη γεωμετρία και ούτω καθεξής.

4. Μοριακή γεωμετρία και γωνίες δεσμού:

* Η διάταξη των ατόμων σε ένα μόριο ονομάζεται μοριακή γεωμετρία του.

* Οι γωνίες μεταξύ των δεσμών σε ένα μόριο ονομάζονται γωνίες δεσμού.

* Τόσο η μοριακή γεωμετρία όσο και οι γωνίες δεσμού επηρεάζονται από τα ζεύγη ηλεκτρονίων γύρω από το κεντρικό άτομο.

Παραδείγματα:

* νερό (H2O): Το οξυγόνο διαθέτει δύο μοναχικά ζεύγη και δύο ζεύγη ηλεκτρονίων. Η θεωρία VSEPR προβλέπει ένα λυγισμένο σχήμα με γωνία δεσμού περίπου 104,5 °.

* μεθάνιο (CH4): Ο άνθρακας έχει τέσσερα ζεύγη ηλεκτρονίων. Η θεωρία VSEPR προβλέπει ένα τετραεδρικό σχήμα με γωνίες δεσμού 109,5 °.

* διοξείδιο του άνθρακα (CO2): Ο άνθρακας έχει δύο διπλούς δεσμούς με άτομα οξυγόνου. Η θεωρία VSEPR προβλέπει ένα γραμμικό σχήμα με γωνίες δεσμού 180 °.

Συμπερασματικά, η διάταξη των ηλεκτρονίων γύρω από ένα άτομο καθορίζει το σχήμα ενός μορίου. Με την κατανόηση των αρχών της θεωρίας VSEPR και της υβριδοποίησης, μπορούμε να προβλέψουμε και να εξηγήσουμε τα σχήματα διαφόρων μορίων.