Electron Cloud geometri Vs. molekylær geometrier

Hvert atom har ett eller flere elektroner i bane om en kjerne. Noen mennesker tror at bane elektroner bestå fritt spredt utover som fuktighet i en sky. Denne forståelsen er unøyaktig. Elektroner er partikler. En elektronskyen er faktisk en matematisk abstraksjon som representerer sannsynligheten for å finne en elektron innenfor volumet av plass representert av skyen. Det som gjelder er at molekylær geometri er diktert av elektron skyen geometrier for de respektive atomer.

Typiske geometrier av elektronskyer

Orbital Typen bestemmer elektronskyen geometri. For eksempel, en s-type orbital har en sfærisk symmetri. Den er formet som en kule med kjernen i midten. Et p-type bane er manualformet, med kjernen i midten mellom flikene. Det kan være så mange som tre p-orbitaler på hvert skall, bortsett fra den første skallet. Hvis en er innrettet langs X-aksen, kan de andre bli innstilt langs Y-aksen og Z-aksen. Alle D-type orbitaler har en mer kompleks elektronskyen geometri, som gjør F-orbitaler, G-orbitaler, og så videre. Orbitaler i atomer av økende atomnummer generelt fylle opp i den rekkefølgen diktert av kvanteteorien: 1S2, 2S2, 2px2, 2py2, 2pz2, 3S2, 3px2, 3py2, 3pz2. Det første tallet i hvert tilfelle refererer seg til et skall av orbitaler. Brevet etter det første tallet viser til sub-skjell og indikerer orbital symmetri. Tallet som følger umiddelbart etter en bokstav viser til antallet av elektroner i den orbital. Det maksimale antallet i alle tilfeller er to. Alle orbitaler med en annen enn "s" bokstav ha en symmetri langs en bestemt retning, i stedet for sfærisk symmetri.

Geometrier av uhybridisert Molekyler

De enkleste molekylene består av atomer med uhybridiserte orbitaler. For eksempel er diatomisk hydrogengass som består av to hydrogenatomer, hver med konfigurasjon 1s1. Siden elektronskyen av begge disse atomene har sfærisk symmetri, kan bindingen som dannes mellom dem beskrives som to kuler delvis overlapper hverandre. Dette er tegnet som en rett linje, H --- H, med den linje som representerer den kjemiske binding.

Hybridisering i General

Hydrogen molekyl ovenfor er blottet for hybridisering. Dette er ikke alltid tilfelle. En av de enkleste eksemplene som illustrerer dette er molekylet ammoniakk. Ammoniakk har den kjemiske formelen NH3. Nitrogen har sju elektroner, og konfigurasjonen er 1S2, 2px1, 2py1, 2pz1. Det kan forventes de tre elektroner i tre hydrogenatomer ville (en hver) obligasjons med 2px1, den 2py1, og 2pz1 orbitaler av nitrogen. Dette vil gi et molekyl som ville se ut som tre hydrogenatomer møte på en nitrogen hjørne. Egentlig er dette ikke tilfelle. Ammoniakk er tetrahedral.

Eksempel: SP3 Hybridisering

Dette skjer fordi de tre 2p orbitalene kombinere med enkelt 1s orbital å danne fire hybrid orbitaler, kalt SP3 orbitaler. Netto geometrien i hver orbital gjenspeiler den for atomorbitalene det er laget av. Således er de alle rettet orbitaler, ingen av dem besitter sfærisk symmetri. Hydrogenatomene forene seg med tre av de fire orbitaler, og det gjenværende par av elektroner ubegrensede er i den fjerde bane. Alle fire orbitaler er ganske mye symmetrisk plassert på de fire hjørnene av et tetraeder.

For å konkludere

Molekylære geometrier forholde seg direkte til geometrier av elektronskyer, ikke ofte uten justeringen kalles hybridisering. Atomorbitalene er ofte kombinert for å danne molekylorbitalene. Dermed kan det sies at atom sky geometrier må først bli transformert til molekylær sky geometrier ved hjelp av orbital hybridisering.