Теория отталкивания электронных пар валентных орбиталей, ОЭПВО, это супер-простая техника для предсказания формы или геометрии атомных центров в малых молекулах и молекулярных ионах:
Важно отметить, что атомные центры с геометрией, определенной ОЭПВО, могут быть соединены вместе в молекулярные структуры, такие как циклогексан и глюкоза:
Такая молекулярная строительно-блочная логика может быть продлена, что позволяет таким большим биомолекулярным структурам, как ДНК, быть смоделированой и понятой:
Эта страница имеет дело с геометрией лигандов относительно единичных атомных центров, и чтоб помочь пониманию этого есть ряд учений, связанных с этой страницей, чтобы проверить ваши знания.
Общие базовые структуры ОЭПВО
Реальные неизвестные виды
Поисковые запросы реальных химических образований на основе геометрии ОЭПВО можно сделать с помощью веб-базы данных химичекой реакции Химического Тезауруса [также мета-синтеза].
Cайт Исследователь Молекулярной структуры CoolMolecules классифицирует молекулы по форме / геометрии центрального атома, и все структуры получены из экспериментальных данных. Поисковые запросы по обширной базе данных могут быть сделаны с помощью атома, формы, экспериментального метода и молекулы могут быть повернуты. Очень рекомендуется.
Техника ОЭПВО
Шесть или около того шагов, которые необходимы для создания геометрии ОЭПВО атомного центра, такого как:
Углерод в метане, CH4
Азот в аммиаке, NH3
Ксенон в ксеноновом тетрафториде, XeF4
Йод в йодид-дифториде иона, [IF2]–
|
Вначале, определите число электронов на внешней (валентность) орбитали относительно центрального атома (C, N, Xe, I, итд.):
Карбон, например, имеет arbon, for example has четыре валентных электрона, нитроген 5 и т.д. |
||||
|
Во-вторых, найдите валентность и число электронов, связанных с лигандом X:
|
||||
|
Третье, постройте правильную структуру по Льюису молекулы, с указанием всех связей, и всех неподеленных пар (нескрепленных пар) электронов. Если структура является молекулярным ионом, добавьте один валентный электрон для каждого отрицательного заряда и удалите один валентный электрон для каждого положительного заряда.
Не все структуры Льюиса имеют восемь электронов относительно центрального атома А (как отмечено очень простой октетной теорией Льюиса). Например, Серная кислота, H2SO4, имеет две моновалентные функции OH и два атома кислорода, соединенные вдвойне, которые ведут себя как отдельные лиганды:
Пентахлорид фосфора, PCl5, имеет 10 электронов:
|
||||
|
|
||||
2 воздушных шарика дают линейную геометрию 3 воздушных шарика дают плоскую тригональную геометрию 4 воздушных шарика дают тетраэдрическую геометрию 5 воздушных шариков дают тригональную бипирамидальную геометрию 6 воздушных шариков дают октаэдрическую геометрию |
||||
|
Шестое, существует две настройки, обязательные по методике ОЭПВО для поиска геометрии атомного центра: Одинокие пары электронов (нескрепленные пары) учитываются при определении общего координационного числа и геометрии ОЭПВО, но они не используются при определении геометрии атомной центра, используются только атомы: Например, кислород воды имеет две облигационные электронные пары (зеленые) и две нескрепленные "одинокие" электронные пары (синие), дающие общую координацию ОЭПВО в количестве 4. Но геометрия определяется соотношением между атомами H-O-H и вода, как говорят, "связной" или "угловой" формы в 104.5°.
Одинокие-пары электронов (синий), ведут себя так, как будто они немного больше, чем связанные электронные пары (зеленый) и действуют, чтобы исказить геометрию атомного центра, так что углы связей немного меньше, чем ожидалось: Метан, CH4, имеет совершенный четырехгранный угол связи 109° 28' (109.47°), в то время как угол связи аммиака H-N-H, H3N:, едва меньше 107°:
|
От Starjester1 как проект класса Награды Химии:
Система AXE
Американские по общей химии учебники - по какой-то причине не британские - утвердили отличную систему AXmEn, где А центральный атом, m число лиганды X и n число несвязанных неподеленных пар электронов, Е, вокруг центрального атома.
В этой системе:
метан, CH4, это AX4
аммиак, H3N:, это AX3E1
вода, H2O, это AX2E2
Обратите внимание, обозначения AXmEn могут приводить к той же общей геометрии или форме:
Например:
AX2E1 и AX2E2 оба строят связанную или угловую геометрию
AX2 и AX2E3 оба предполагают линейную геометрию
Модели в пространстве AXE
Система AXE дает порождает образец, по которому различные атомные геометрические формы могут быть определены / назначены:
Пара более продвинутых примеров:
|
Students: What you should knowЧтобы быть опытным в химии в университетском начальном уровне [американский AP, британский AS / A2 или французский бакалавриат] совершенно необходимо быть в состоянии распознавать ОЭПВО геометрию, знать соответствующие названия и выработать ОЭПВО структуры из формулы систем AEX, перечисленных ниже: AX2 В университетском уровне, все атомные геометрии центра (плюс связанные точечные группы) должны быть известны: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
© Марк Р. Лич 1999-2009
Вопросы, предложения, баги, ошибки, опечатки...
Если у вас есть:
Запросы
Комментарии
Предложения
Предложения по ссылкам
Баги, опечатки или отчеты о грамматических ошибках к этой странице, пожалуйста, свяжитесь с Марком Р. Личем, автором, используя mrl@meta-synthesis.com
Этот бесплатный веб-сайт открытого доступа является действующим проектом и ваш вклад ценится.
Оригинал статьи находится здесь