Kemiassa elektronidomeeni viittaa yksinäisten parien tai side sijainnit tietyn atomin ympärillä molekyylissä. Elektronidomeeneja voidaan kutsua myös elektroniryhmiksi. Sidoksen sijainti on riippumaton siitä, onko sidos yksinkertainen, kaksois- tai kolmoissidos.
Avainasemassa: elektronidomeeni
- Atomin elektronidomeeni on sen ympäröivien yksinäisten parien tai kemiallisten sidospaikkojen lukumäärä. Se edustaa niiden kohtien lukumäärää, joiden odotetaan sisältävän elektronit.
- Kun tiedät molekyylin jokaisen atomin elektronidomeenin, voit ennustaa sen geometrian. Tämä johtuu siitä, että elektronit jakautuvat atomin ympärille niin, että heijastuminen minimoidaan toistensa kanssa.
- Elektronien heijastus ei ole ainoa tekijä, joka vaikuttaa molekyylin geometriaan. Elektroneja houkutellaan positiivisesti varautuneisiin ytimiin. ytimetpuolestaan hylkävät toisiaan.
Valence Shell-elektroni-parin replikointiteoria
Kuvittele, että sitovat kaksi ilmapalloa päähänsä. Ilmapallot hylkivät automaattisesti toisensa. Lisää kolmas pallo, ja sama tapahtuu niin, että sidotut päät muodostavat tasasivuisen kolmion. Lisää neljäs pallo ja sidotut päät suuntautuvat uudelleen tetraedriseen muotoon.
Sama ilmiö tapahtuu elektronien kanssa. Elektronit hylkivät toisiaan, joten kun ne sijoitetaan lähelle toisiaan, ne järjestäytyvät automaattisesti muotoon, joka minimoi keskinäisen heijastumisen. Tätä ilmiötä kuvataan nimellä VSEPR tai Valence Shell Electron Pair Repulsion.
Elektronidomeenia käytetään VSEPR teoria molekyylin molekyylin geometrian määrittämiseksi. Tavoitteena on osoittaa sitoutuvien elektroniparien lukumäärä suurella X-kirjaimella, yksinäiset elektroniparit isolla kirjaimella E ja iso kirjain A molekyylin keskusatomilla (KIRVESnEm). Ennustaessasi molekyylin geometriaa, muista, että elektronit yrittävät yleensä maksimoida etäisyyden kustakin muut, mutta niihin vaikuttavat muut voimat, kuten positiivisesti varautuneen läheisyys ja koko ydin.
Esimerkiksi CO2 on kaksi elektronidomeenia keskushiiliatomin ympärillä. Jokainen kaksoissidos lasketaan yhdeksi elektronidomeeniksi.
Suhteessa elektronidomeeneja molekyylin muotoon
Lukumäärä elektroni domeenit osoittavat niiden paikkojen määrän, joista voit odottaa löytävän elektroneja keskusatomin ympärille. Tämä puolestaan liittyy molekyylin odotettuun geometriaan. Kun elektronidomeenijärjestelyä käytetään kuvaamaan molekyylin keskusatomin ympärillä, sitä voidaan kutsua molekyylin elektronidomeenigeometriaksi. Atomien järjestely avaruudessa on molekyylin geometria.
Esimerkkejä molekyyleistä, niiden elektronidomeenin geometriasta ja molekyylin geometriasta ovat:
- KIRVES2 - Kaksielektroni-domeenirakenne tuottaa lineaarisen molekyylin, jonka elektroniryhmät ovat 180 asteen päässä toisistaan. Esimerkki molekyylistä, jolla on tämä geometria, on CH2= C = CH2, jolla on kaksi H: ta2C-C-sidokset muodostavat 180 asteen kulman. Hiilidioksidi (CO2) on toinen lineaarinen molekyyli, joka koostuu kahdesta O-C-sidoksesta, jotka ovat 180 asteen päässä toisistaan.
- KIRVES2E ja AX2E2 - Jos on kaksi elektronidomeenia ja yksi tai kaksi yksinäistä elektroniparia, molekyylillä voi olla taivutus geometria. Yksinäiset elektroniparit vaikuttavat merkittävästi molekyylin muotoon. Jos on yksi yksinäinen pari, tulos on trigonaalinen tasomainen muoto, kun taas kaksi yksinäistä paria tuottaa tetraedrisen muodon.
- KIRVES3 - Kolme elektronidomeenijärjestelmää kuvaa molekyylin trigonaalista tasomaista geometriaa, jossa neljä atomia on järjestetty muodostamaan kolmioita suhteessa toisiinsa. Kulmat lisäävät jopa 360 astetta. Esimerkki molekyylistä, jolla on tämä konfiguraatio, on booritrifluoridi (BF3), jossa on kolme F-B-sidosta, joista kukin muodostaa 120 asteen kulmat.
Elektronidomeenien käyttäminen molekyylin geometrian löytämiseen
Molekyylin geometrian ennustaminen VSEPR-mallia käyttämällä:
- Piirrä Lewisin rakenne ionin tai molekyylin.
- Järjestä elektronidomeenit keskiatomin ympärille heikentämisen minimoimiseksi.
- Laske elektronidomeenien kokonaismäärä.
- Käytä atomien välisten kemiallisten sidosten kulmajärjestelyä molekyylin geometrian määrittämiseen. Muista, että useat sidokset (ts. Kaksoissidokset, kolmoissidokset) lasketaan yhdeksi elektronidomeeniksi. Toisin sanoen kaksoissidos on yksi domeeni, ei kaksi.
Lähteet
Jolly, William L. "Moderni epäorgaaninen kemia." McGraw-Hill -opisto, 1. kesäkuuta 1984.
Petrucci, Ralph H. "Yleinen kemia: periaatteet ja nykyaikaiset sovellukset." F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura, et ai., 11. painos, Pearson, 29. helmikuuta 2016.