α) μόνο τα δεσμευτικά ζεύγη ηλεκτρονίων μπορούν να προσδιορίσουν τη γεωμετρία ενός μορίου.
β) τα ζεύγη ηλεκτρονίων γύρω από ένα κεντρικό άτομο ενός μορίου συμπεριφέρονται σαν ηλεκτρονικά νέφη και απωθούν το ένα το άλλο.
γ) Η μοριακή γεωμετρία είναι το αποτέλεσμα της έλξης του κεντρικού ατόμου ενός μορίου από μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια.
δ) όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των κεντρικών ατόμων σε ένα μόριο, η δομή μπορεί να λάβει διαφορετικές γεωμετρίες.
Η θεωρία απώθησης ζεύγους ηλεκτρονίων κελύφους σθένους είναι ένα μοντέλο που χρησιμοποιείται για την πρόβλεψη της γεωμετρίας ενός μορίου.
Το κεντρικό άτομο ενός μορίου έχει ζεύγη ηλεκτρονίων που μπορεί να συμμετέχουν ή να μην συμμετέχουν σε δεσμούς. Αυτά τα ηλεκτρόνια σθένους συμπεριφέρονται σαν ηλεκτρονικά νέφη και απωθούν το ένα το άλλο και προσανατολίζονται σχηματίζοντας τη μεγαλύτερη δυνατή απόσταση.
Αν το στοιχείο Χ με ατομικό αριθμό 1 σχηματίζει χημικό δεσμό με το στοιχείο Υ με ατομικό αριθμό 9. Ποια είναι η μοριακή γεωμετρία της ένωσης που σχηματίζεται;
Όλα τα διατομικά μόρια, δηλαδή που σχηματίζονται από δύο μόνο άτομα, έχουν γραμμική γεωμετρία.
Το στοιχείο με ατομικό αριθμό 1 είναι το υδρογόνο (Η) και το στοιχείο με ατομικό αριθμό 9 είναι το φθόριο (F), τα οποία συνδέονται με ομοιοπολικό δεσμό και σχηματίζουν υδροφθορικό οξύ (HF).
Το οξυγόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στον πλανήτη Γη. Είναι στη σύνθεση δύο μορίων απαραίτητα για την επιβίωση των ζωντανών όντων: το αέριο οξυγόνο (O2) και νερό (Η2Ο).
α) ΛΑΘΟΣ. Παρά το γεγονός ότι έχει μόνο το χημικό στοιχείο οξυγόνο, το αέριο οξυγόνο είναι ένα διατομικό μόριο, καθώς σχηματίζεται από 2 άτομα του στοιχείου. Το μόριο του νερού αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου και επομένως είναι τριατομικό.
β) ΛΑΘΟΣ. Το αέριο οξυγόνο είναι ένα γραμμικό μόριο καθώς αποτελείται από 2 άτομα. Το μόριο του νερού είναι γωνιακό, γιατί το κεντρικό άτομο, το οξυγόνο, εκτός από το ότι δημιουργεί δύο ομοιοπολικούς δεσμούς, έχει και δύο διαθέσιμα ζεύγη ηλεκτρονίων.
γ) ΣΩΣΤΟ. Το άτομο οξυγόνου είναι το κεντρικό άτομο του μορίου του νερού. Το αέριο οξυγόνο έχει δύο άτομα που συνδέονται με έναν ομοιοπολικό δεσμό.
δ) ΛΑΘΟΣ. Η γωνία δεσμού του μορίου του αερίου οξυγόνου είναι 180° επειδή είναι γραμμικό. Το μόριο του νερού έχει γωνία 104,5º.
Συσχετίστε σωστά το μόριο της στήλης Ι με την αντίστοιχη γεωμετρία του στη στήλη II.
HCN: γραμμική γεωμετρία
Τα μόρια με τρία άτομα, των οποίων το κεντρικό άτομο είναι συνδεδεμένο με δύο άλλα άτομα και δεν περιέχουν ζεύγος διαθέσιμων ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, έχουν γραμμική γεωμετρία.
NOCl: γωνιακή γεωμετρία
Μόρια με τρία άτομα, των οποίων το κεντρικό άτομο είναι συνδεδεμένο με δύο άλλα άτομα και περιέχει ένα ζεύγος διαθέσιμων ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, παρουσιάζουν γωνιακή γεωμετρία.
ΜΟΝΟ3: επίπεδη τριγωνική γεωμετρία
Τα μόρια με τέσσερα άτομα, των οποίων το κεντρικό άτομο είναι συνδεδεμένο με τρία άλλα άτομα και δεν περιέχει ένα ζεύγος διαθέσιμων ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, έχουν επίπεδη τριγωνική γεωμετρία.
NH3: πυραμιδική γεωμετρία
Τα μόρια με τέσσερα άτομα, των οποίων το κεντρικό άτομο είναι συνδεδεμένο με τρία άλλα άτομα και περιέχει ένα ζεύγος διαθέσιμων ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, έχουν πυραμιδική γεωμετρία.
CH4: τετραεδρική γεωμετρία
Τα μόρια με πέντε άτομα, των οποίων το κεντρικό άτομο είναι συνδεδεμένο με τέσσερα άλλα άτομα και δεν περιέχουν ένα ζεύγος διαθέσιμων ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων, έχουν τετραεδρική γεωμετρία.
PCl5: διπυραμιδική γεωμετρία
Τα μόρια με έξι άτομα, των οποίων το κεντρικό άτομο συνδέεται με άλλα πέντε άτομα, έχουν διπυραμιδική γεωμετρία, ανεξάρτητη από το κεντρικό άτομο.
SF6: οκταεδρική γεωμετρία
Τα μόρια με επτά άτομα, των οποίων το κεντρικό άτομο συνδέεται με άλλα έξι άτομα, έχουν οκταεδρική γεωμετρία, ανεξάρτητη από το κεντρικό άτομο.
Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των ατόμων σε ένα μόριο, τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των πιθανών μοριακών γεωμετριών. Στην περίπτωση των τριατομικών μορίων, μπορεί να έχουν γραμμική ή γωνιακή γεωμετρία.
Τα παρακάτω είναι παραδείγματα μορίων με διαθέσιμα ζεύγη ηλεκτρονίων στο κεντρικό άτομο που δίνουν τη γωνιακή γεωμετρία του μορίου, ΕΚΤΟΣ:
Το μόριο διοξειδίου του άνθρακα (CO2) παρουσιάζει μια γραμμική γεωμετρία, καθώς ο άνθρακας, που είναι το κεντρικό άτομο, δεν έχει διαθέσιμο ζεύγος ηλεκτρονίων. Η γωνία μεταξύ των συνδέσεων είναι 180º.
Ο=Γ=Ο
Αέριο μεθάνιο (CH4) είναι ένα από τα αέρια που συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Είναι ο απλούστερος υδρογονάνθρακας, ο οποίος παράγεται, για παράδειγμα, στην αποσύνθεση της οργανικής ύλης και στη διαδικασία πέψης ορισμένων φυτοφάγων.
Η γεωμετρία του μορίου CH4 είναι τετραεδρικό. Το αέριο μεθάνιο είναι μια ένωση που σχηματίζεται από 5 άτομα και ο άνθρακας, που είναι το κεντρικό άτομο, περιέχει 4 συνδέτες. Η γωνία που επιτρέπει τη μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ των αξόνων του είναι 109º28’.
Η αλλοτροπία είναι η ικανότητα ενός χημικού στοιχείου να σχηματίζει διαφορετικές απλές ουσίες. Το οξυγόνο, για παράδειγμα, έχει δύο αλλότροπα: το αέριο οξυγόνο (Ο2), απαραίτητο για τα αερόβια όντα και το όζον (Ο3), που προστατεύει τον πλανήτη από τις υπεριώδεις ακτίνες του Ήλιου.
Τα μόρια που σχηματίζονται από δύο άτομα (διατομικά) έχουν γραμμική γεωμετρία. Τα τριατομικά μόρια μπορεί να είναι γραμμικά ή γωνιακά.
Στην περίπτωση του όζοντος (Ο3), η γεωμετρία είναι γωνιακή επειδή το κεντρικό άτομο περιέχει ένα διαθέσιμο μη δεσμευτικό ζεύγος ηλεκτρονίων.
(Uespi) Συσχετίστε την αριστερή στήλη με τη δεξιά στήλη, συσχετίζοντας το χημικό είδος με την αντίστοιχη μοριακή του γεωμετρία και σημειώστε τη σωστή ακολουθία, από πάνω προς τα κάτω:
ΜΟΝΟ3 παρουσιάζει επίπεδη τριγωνική γεωμετρία, επειδή το κεντρικό άτομο του θείου (S) περιέχει 3 συνδέτες.
PCl5 παρουσιάζει τριγωνική διπυραμιδική γεωμετρία, καθώς το κεντρικό άτομο του φωσφόρου (P) περιέχει 5 συνδέτες.
H2Ο παρουσιάζει γωνιακή γεωμετρία, καθώς το κεντρικό άτομο οξυγόνου (Ο) περιέχει 2 συνδέτες και διαθέσιμα ζεύγη ηλεκτρονίων.
NH4+ έχει τετραεδρική γεωμετρία, καθώς το κεντρικό άτομο αζώτου (Ν) περιέχει 4 συνδέτες.
CO2 παρουσιάζει γραμμική γεωμετρία, επειδή το κεντρικό άτομο άνθρακα (C) περιέχει 2 συνδέτες και δεν υπάρχουν διαθέσιμα ζεύγη ηλεκτρονίων.
(UFRGS) Το διοξείδιο του θείου, σε επαφή με τον αέρα, σχηματίζει τριοξείδιο του θείου το οποίο, με τη σειρά του, σε επαφή με το νερό, σχηματίζει θειικό οξύ.
Στην αριστερή στήλη, παρακάτω, παρατίθενται 5 ουσίες που εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία. Στη δεξιά στήλη, τα χαρακτηριστικά των μορίων αυτής της ουσίας.
H2ΜΟΝΟ4: τετραεδρική γεωμετρία και πολικό μόριο
ΜΟΝΟ2: γωνιακή γεωμετρία και πολικό μόριο, καθώς και το μόριο του H2Ο
Ο2: γραμμική γεωμετρία και μη πολικό μόριο
ΜΟΝΟ3: τριγωνική γεωμετρία και μη πολικό μόριο
Μόρια που σχηματίζονται από έναν τύπο χημικού στοιχείου, όπως το οξυγόνο (Ο2) είναι μη πολικές επειδή δεν παρουσιάζουν διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των συστατικών τους.
Όταν υπάρχει διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των ατόμων, η γεωμετρία καθορίζει εάν το μόριο είναι πολικό ή μη.
Για παράδειγμα, τριοξείδιο του θείου (SO3) είναι μη πολική λόγω της τριγωνικής γεωμετρίας που καθιστά την προκύπτουσα διπολική ροπή του μορίου ίση με μηδέν. Από την άλλη πλευρά, το διοξείδιο του θείου (SO2) με τη γωνιακή του γεωμετρία κάνει το μόριο πολικό επειδή το διάνυσμα της διπολικής ροπής είναι μη μηδενικό.
(Ufes) Το μόριο ΤΗΣ2 είναι πολικό και το μόριο BeF2 είναι μη πολικό. Αυτό οφείλεται (στο):
α) ΛΑΘΟΣ. Όταν υπάρχει διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα στα μόρια, αυτό που καθορίζει την πολικότητα είναι η γεωμετρία.
β) ΣΩΣΤΟ. Ως διφθοριούχο οξυγόνο (OF2) έχει ασύζευκτα ζεύγη ηλεκτρονίων, σχηματίζεται μια γωνιακή δομή και η διπολική ροπή που προκύπτει είναι διαφορετική από το μηδέν, χαρακτηρίζοντάς την ως πολικό μόριο.
Σε διφθοριούχο βηρύλλιο (BeF2), το κεντρικό άτομο δεν έχει ασύζευκτα ηλεκτρόνια και, επομένως, η γεωμετρία του είναι γραμμική, καθιστώντας τη διπολική ροπή ίση με μηδέν και το μόριο μη πολικό.
γ) ΛΑΘΟΣ. Το μέγεθος των ατόμων επηρεάζει τη χωρική δομή του μορίου.
δ) ΛΑΘΟΣ. Η αντιδραστικότητα σχετίζεται με την ικανότητα σχηματισμού δεσμών.
ε) ΛΑΘΟΣ. Στην πραγματικότητα, είναι η πολικότητα του μορίου που επηρεάζει πολλές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένου του σημείου βρασμού (πέρασμα στην αέρια κατάσταση).
BATISTA, Καρολίνα. Ασκήσεις για τη μοριακή γεωμετρία (με σχολιασμένο πρότυπο).Όλα έχουν σημασία, [ν.δ.]. Διαθέσιμο σε: https://www.todamateria.com.br/geometria-molecular-exercicios/. Πρόσβαση σε:
