Γιατί η γωνία του δεσμού σε pH4 υψηλότερη από το ph3;
Κατανόηση της θεωρίας VSEPR
Οι γωνίες δεσμού στα μόρια καθορίζονται κυρίως από τη θεωρία της απορρόφησης ζεύγους ηλεκτρονίων (VSEPR). Αυτή η θεωρία δηλώνει ότι τα ζεύγη ηλεκτρονίων (τόσο τα ζεύγη συγκόλλησης όσο και τα μοναχικά ζεύγη) γύρω από ένα κεντρικό άτομο θα οργανώσουν τον εαυτό τους για να ελαχιστοποιήσουν την απόρριψη.
ph₃ (φωσφίνη)
* Δομή: Το Ph₃ έχει τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα.
* ζεύγη ηλεκτρονίων: Ο φωσφόρος (Ρ) έχει 5 ηλεκτρόνια σθένους. Τρία από αυτά σχηματίζουν δεσμούς με άτομα υδρογόνου και τα υπόλοιπα δύο σχηματίζουν ένα μοναδικό ζευγάρι.
* Απομάκρυνση: Το μοναδικό ζεύγος στον φωσφόρο ασκεί μια ισχυρότερη απωθητική δύναμη από τα ζεύγη συγκόλλησης, ωθώντας τα άτομα υδρογόνου πιο κοντά, με αποτέλεσμα μια γωνία δεσμού ελαφρώς μικρότερη από 109,5 ° (η πραγματική γωνία δεσμού είναι ~ 93,5 °).
ph₄⁺ (ιόν φωσφονίου)
* Δομή: Το Ph₄⁺ έχει τετραεδρικό σχήμα.
* ζεύγη ηλεκτρονίων: Ο φωσφόρος (Ρ) έχει 5 ηλεκτρόνια σθένους. Κερδίζει θετικό φορτίο αποδεχόμενοι ένα ιόν υδρογόνου (H⁺). Τώρα, και τα 5 ηλεκτρόνια συμμετέχουν στη σύνδεση με τέσσερα άτομα υδρογόνου.
* Απομάκρυνση: Δεν υπάρχουν μοναδικά ζεύγη στο άτομο φωσφόρου. Όλα τα ζεύγη ηλεκτρονίων είναι ζεύγη συγκόλλησης, τα οποία αντιμετωπίζουν παρόμοιες αποκρούσεις. Αυτό οδηγεί σε μια πιο συμμετρική διάταξη και μια γωνία δεσμού πιο κοντά στην ιδανική τετραεδρική γωνία 109,5 °.
Συνοπτικά
Η γωνία του δεσμού στο PH₄⁺ είναι υψηλότερη από το PH₃ επειδή:
* Το Ph₃ έχει ένα μοναδικό ζευγάρι στον φωσφόρο, το οποίο ασκεί ισχυρότερη απόρριψη, μειώνοντας τη γωνία του δεσμού.
* Το Ph₄⁺ δεν έχει καμία μοναδική ζεύγη, με αποτέλεσμα τη συμμετρική κατανομή ζεύγους ηλεκτρονίων και μια μεγαλύτερη γωνία δεσμού πιο κοντά στην ιδανική τετραεδρική γωνία.
