6.9: VSEPR і полярність

Last updated
Save as PDF

Page ID: 27737

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

ВСЕПР

Точкові структури Льюїса - чудовий інструмент для візуалізації того, як електрони можуть бути розташовані в молекулах. Далі малювання резонансних структур і визначення формального заряду може допомогти нам визначити, які структури найбільш стійкі. Однак жоден з цих інструментів не дає великого розуміння фізичної конфігурації молекули в 3D-просторі. Для цього звернемося до V alence S hell E electron P повітря R теорії відштовхування, або VSEPR.

Після того, як ми намалюємо життєздатну структуру Льюїса, ми можемо використовувати наступну діаграму для перекладу 2D-представлення в 3D-геометрію:

Знімок екрана 2022-09-06 в 11.17.35 PM.png

Діаграма люб'язно надано Boundless.com. Ліцензія: CC BY-SA. Цей вміст виключається з нашої ліцензії Creative Commons. Для отримання додаткової інформації див. https://ocw.mit.edu/fairuse.

Приклад: Намалюйте точкові діаграми Льюїса та визначте 3D геометрію VSEPR наступних молекул:

\(\mathrm{CH}_4, \mathrm{NH}_3, \mathrm{H}_2 \mathrm{O}, \mathrm{SO}_3, \mathrm{SO}_2, \mathrm{CO}_2\)

Відповідь

	Електрони навколо центрального атома	опис ВЕСПР
\(\mathrm{CH}_4\)	- 4 групи електронів в зв'язках - 0 одиноких пар	чотиригранний
\(\mathrm{NH}_3\)	-3 групи електронів в зв'язках -1 самотня пара	трикутна пірамідальна
\(\mathrm{H}_2\mathrm{O}\)	- 4 групи електронів в зв'язках - 0 одиноких пар	зігнутий
\(\mathrm{SO}_3\)	- 4 групи електронів в зв'язках - 0 одиноких пар	тригональний площинний
\(\mathrm{SO}_2\)	- 4 групи електронів в зв'язках - 0 одиноких пар	зігнутий
\(\mathrm{CO}_2\)	- 4 групи електронів - 0 одиноких пар	лінійний

полярність

Різниця в електронегативності по молекулі може генерувати електричні дипольні моменти. Дипольні моменти - це векторні величини, і за умовністю вказують від більш позитивної області заряду до більш негативної області. Якщо окремі диполі всередині молекули скасовуються, немає чистого диполя.

Приклад:\(\mathrm{CO}_2\) Визначте\(\mathrm{H}_2\mathrm{O}\), чи є чистий дипольний момент.

Відповідь

Знімок екрана 2022-09-06 в 11.29.27 PM.png

У\(\mathrm{CO}_2\), два електронні диполі прямо протилежні і скасовують один одного, тому немає диполя. Вуглекислий газ не є полярною молекулою.

Знімок екрана 2022-09-06 в 11.30.36 PM.png

В\(\mathrm{H}_2\mathrm{O}\), електронні диполі не повністю скасовуються, тому є чистий дипольний момент. Вода - полярна молекула!