مفاهیم اصلی

در این آموزش، نحوه تشخیص هندسه مولکولی و زوایای پیوند یک مولکول را خواهید آموخت. با هندسه های مولکولی رایج تر آشنا خواهید شد: چهار وجهی، خطی، خمیده، هرمی مثلثی و مسطح مثلثی – همراه با زوایای پیوند آنها.

اگر از این آموزش لذت می برید، به راحتی می توانید سایر آموزش های ما را در مورد چسباندن که در زیر فهرست شده است، بررسی کنید.

در مقالات دیگر پوشش داده شده است

واژگان

• هندسه الکترون: آرایش پیوندها و جفت های تنها در اطراف یک اتم مرکزی را توصیف می کند.
• هندسه مولکولی: آرایش اتم ها را در اطراف اتم مرکزی با تصدیق فقط الکترون های پیوندی توصیف می کند.
• هیبریداسیون: اوربیتال ها برای پخش الکترون ها با هم ترکیب می شوند.
• زوایای پیوند: زاویه بین پیوندهای مجاور یک اتم.

هندسه مولکولی چیست؟

هندسه مولکولی ساختار سه بعدی یک مولکول را توصیف می کند. شیمیدانان قادر به پیش بینی آرایش اتم ها و پیوندهای شیمیایی با استفاده از تئوری دافعه جفت الکترون ظرفیت پوسته یا VSEPR. این نظریه حول این ایده می چرخد ​​که الکترون ها یکدیگر را دفع می کنند و بنابراین بر این اساس پیوند خواهند داشت.

انواع پیکربندی ها و زاویه ها

سه نوع اصلی از پیکربندی وجود دارد: خطی، مثلثی و چهار وجهی. در زیر جدولی وجود دارد که رابطه بین تعداد شرکای پیوند و این تنظیمات را نشان می دهد.

پیکربندی	اتصالات باندینگ	زاویه پیوند
خطی	2	180
سه ضلعی	3	120
چهار وجهی	4	109.5

تعیین هندسه مولکولی و زوایای پیوند

برای تعیین هندسه مولکولی یک ساختار باید دو چیز را بدانیم. ابتدا باید بدانیم که تعداد کل پیوست‌ها چقدر است. علاوه بر این، ما باید بدانیم که چه تعداد از این دلبستگی ها پیوندها و جفت های تنها هستند. در جدول زیر توجه کنید که اگر جفت تنها وجود نداشته باشد، هندسه مولکولی و هندسه الکترون یکسان خواهند بود.

در جدول زیر هماهنگی بین تعداد و نوع پیوست ها در رابطه با زوایای باند را مشاهده می کنید. در بیشتر موارد، این اطلاعات باید به خاطر بسپارند.

پیوست ها	هندسه مولکولی	هندسه الکترون	هیبریداسیون	زوایای پیوند
2	خطی	خطی	sp	180
3	مسطح مثلثی	مسطح مثلثی	sp2	120
3 (2 اوراق قرضه و 1 جفت تنها)	خم شده	مسطح مثلثی	sp2	حدود 118
4	چهار وجهی	چهار وجهی	sp3	109.5
4 (3 اوراق قرضه و 1 جفت تنها)	هرمی مثلثی	چهار وجهی	sp3	<109.5
4 (2 پیوند و 2 جفت تنها)	خم شده	چهار وجهی	sp3	حدود 105

مثال تمرین:

هندسه مولکولی و زاویه پیوند آب چیست (H₂O)؟

پاسخ این است که هندسه مولکولی آب خمیده می شود. توجه کنید که 4 پیوست یا گروه الکترونی اطراف اکسیژن وجود دارد. این هندسه الکترون را چهار وجهی می کند. با این حال، این هندسه مولکولی نیست. دو تا از این دلبستگی ها پیوند هستند و دوتای دیگر جفت های تنها هستند. بنابراین، هندسه مولکولی حاصل هندسه خمیده است. اکنون که هندسه مولکولی را می دانیم، می توانیم زاویه پیوند را حدود 105 درجه از نمودار خود تعیین کنیم.

هندسه مولکولی BF چیست؟₃تری فلوراید بور؟

اگر ساختار نقطه الکترونی را برای BF ترسیم کنیم₃، تری فلوراید بور، متوجه خواهیم شد که سه نقطه اتصال و 3 پیوند به اتم مرکزی یعنی بور وجود دارد. بر اساس نمودار، هندسه مولکولی برای BF₃ مسطح مثلثی با زاویه 120 درجه بین پیوندها خواهد بود.