א) רק צמדי אלקטרונים מקשרים מסוגלים לקבוע את הגיאומטריה של מולקולה.
ב) זוגות האלקטרונים סביב אטום מרכזי של מולקולה מתנהגים כמו עננים אלקטרוניים ודוחים זה את זה.
ג) גיאומטריה מולקולרית היא תוצאה של משיכה של האטום המרכזי של מולקולה על ידי אלקטרונים לא קושרים.
ד) ככל שמספר האטומים המרכזיים במולקולה גדול יותר, המבנה יכול לקבל גיאומטריות שונות.
תיאוריית דחיית צמד האלקטרונים של מעטפת הערכיות היא מודל המשמש לניבוי הגיאומטריה של מולקולה.
לאטום המרכזי של מולקולה יש זוגות של אלקטרונים שאולי משתתפים בקשרים או לא. אלקטרוני הערכיות הללו מתנהגים כמו עננים אלקטרוניים ודוחים זה את זה ומכוונים את עצמם ויוצרים את המרחק הגדול ביותר האפשרי.
אם יסוד X עם מספר אטומי 1 יוצר קשר כימי עם יסוד Y עם מספר אטומי 9. מהי הגיאומטריה המולקולרית של התרכובת שנוצרה?
לכל המולקולות הדיאטומיות, כלומר נוצרות על ידי שני אטומים בלבד, יש גיאומטריה ליניארית.
היסוד עם מספר אטומי 1 הוא מימן (H) והיסוד עם מספר אטומי 9 הוא פלואור (F), המקושרים בקשר קוולנטי ויוצרים חומצה הידרופלואורית (HF).
חמצן הוא היסוד הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ. הוא נמצא בהרכב של שתי מולקולות החיוניות להישרדותם של יצורים חיים: גז חמצן (O
2) ומים (ח2O).שגוי. למרות שיש רק את היסוד הכימי חמצן, גז החמצן הוא מולקולה דיאטומית, שכן הוא נוצר על ידי 2 אטומים של היסוד. מולקולת המים מורכבת משני אטומי מימן ואטום חמצן אחד ולכן היא טריאטומית.
ב) לא נכון. גז חמצן הוא מולקולה לינארית שכן הוא מורכב מ-2 אטומים. מולקולת המים היא זוויתית, מכיוון שלאטום המרכזי, חמצן, בנוסף ליצירת שני קשרים קוולנטיים, יש שני זוגות זמינים של אלקטרונים.
ג) נכון. אטום החמצן הוא האטום המרכזי של מולקולת המים. לגז חמצן יש שני אטומים הקשורים בקשר קוולנטי.
ד) לא נכון. זווית הקשר של מולקולת גז החמצן היא 180 מעלות מכיוון שהיא ליניארית. למולקולת המים יש זווית של 104.5º.
קשר נכון את המולקולה בעמודה I עם הגיאומטריה שלה בעמודה II.
HCN: גיאומטריה ליניארית
למולקולות בעלות שלושה אטומים, שהאטום המרכזי שלהן קשור לשני אטומים אחרים ואינו מכיל זוג אלקטרונים מזווגים זמינים, בעלות גיאומטריה ליניארית.
NOCl: גיאומטריה זוויתית
מולקולות בעלות שלושה אטומים, שהאטום המרכזי שלהן קשור לשני אטומים אחרים ומכיל זוג אלקטרונים מזווגים זמינים, מציגות גיאומטריה זוויתית.
רק3: גיאומטריה טריגונלית מישורית
למולקולות בעלות ארבעה אטומים, שהאטום המרכזי שלהן קשור לשלושה אטומים אחרים ואינו מכיל זוג אלקטרונים מזווגים זמינים, בעלות גיאומטריה טריגונלית מישורית.
NH3: גיאומטריה פירמידלית
למולקולות בעלות ארבעה אטומים, שהאטום המרכזי שלהן קשור לשלושה אטומים אחרים ומכיל זוג אלקטרונים מזווגים זמינים, בעלות גיאומטריה פירמידלית.
CH4: גיאומטריה טטרהדרלית
למולקולות בעלות חמישה אטומים, שהאטום המרכזי שלהן קשור לארבעה אטומים אחרים ואינו מכיל זוג אלקטרונים מזווגים זמינים, בעלות גיאומטריה טטרהדרלית.
PCl5: גיאומטריה דו-פירמידלית
למולקולות בעלות שישה אטומים, שהאטום המרכזי שלהן מחובר לחמישה אטומים אחרים, יש גיאומטריה דו-פירמידלית, בלתי תלויה באטום המרכזי.
SF6: גיאומטריה אוקטדרלית
למולקולות עם שבעה אטומים, שהאטום המרכזי שלהן מחובר לשישה אטומים אחרים, יש גיאומטריה אוקטהדרלית, בלתי תלויה באטום המרכזי.
ככל שמספר האטומים במולקולה גדול יותר, כך גדל מספר הגיאומטריות המולקולריות האפשריות. במקרה של מולקולות טריאטומיות, יכולות להיות להן גיאומטריה ליניארית או זוויתית.
להלן דוגמאות של מולקולות עם זוגות זמינים של אלקטרונים על האטום המרכזי שנותנות את הגיאומטריה הזוויתית של המולקולה, למעט:
מולקולת הפחמן הדו חמצני (CO2) מציג גיאומטריה ליניארית, שכן לפחמן, שהוא האטום המרכזי, אין זוג אלקטרונים מזווגים זמינים. הזווית בין החיבורים היא 180º.
O=C=O
גז מתאן (CH4) הוא אחד הגזים התורמים להתחממות כדור הארץ. זהו הפחמימן הפשוט ביותר, המיוצר, למשל, בפירוק חומר אורגני ובתהליך העיכול של אוכלי עשב מסוימים.
הגיאומטריה של מולקולת CH4 זה טטרהדרלי. גז מתאן הוא תרכובת שנוצרת על ידי 5 אטומים ופחמן, שהוא האטום המרכזי, מכיל 4 ליגנים. הזווית המאפשרת את המרחק הגדול ביותר בין הצירים שלו היא 109º28'.
אלוטרופיה היא היכולת של יסוד כימי ליצור חומרים פשוטים שונים. לחמצן, למשל, יש שני אלוטרופים: גז חמצן (O2), חיוני עבור יצורים אירוביים, ואוזון (O3), המגן על כדור הארץ מפני קרניים אולטרה סגולות מהשמש.
למולקולות שנוצרו על ידי שני אטומים (דיאטומיים) יש גיאומטריה ליניארית. מולקולות טריאטומיות יכולות להיות ליניאריות או זוויתיות.
במקרה של אוזון (O3), הגיאומטריה היא זוויתית מכיוון שהאטום המרכזי מכיל זוג אלקטרונים זמין שאינו מקשר.
(Uespi) שייך את העמודה השמאלית לעמודה הימנית, קשר את המינים הכימיים עם הגיאומטריה המולקולרית שלו, וסמן את הרצף הנכון, מלמעלה למטה:
רק3 הוא מציג גיאומטריה טריגונלית מישורית, שכן האטום המרכזי של גופרית (S) מכיל 3 ליגנים.
PCl5 מציג גיאומטריה טריגונלית דו-פירמידה, שכן האטום המרכזי של זרחן (P) מכיל 5 ליגנים.
ח2O הוא מציג גיאומטריה זוויתית, שכן אטום החמצן המרכזי (O) מכיל 2 ליגנים וזוגות אלקטרונים מזווגים זמינים.
NH4+ יש לו גיאומטריה טטרהדרלית, שכן אטום החנקן המרכזי (N) מכיל 4 ליגנים.
שיתוף2 מציג גיאומטריה ליניארית, מכיוון שאטום הפחמן המרכזי (C) מכיל 2 ליגנים ואין זוגות זמינים של אלקטרונים.
(UFRGS) דו תחמוצת הגופרית, במגע עם אוויר, יוצר טריאוקסיד גופרית אשר, בתורו, במגע עם מים, יוצר חומצה גופרתית.
בעמודה השמאלית, למטה, מפורטים 5 חומרים המעורבים בתהליך זה. בעמודה הימנית, מאפיינים של המולקולות של אותו חומר.
ח2רק4: גיאומטריה טטרהדרלית ומולקולה קוטבית
רק2: גיאומטריה זוויתית ומולקולה קוטבית, כמו גם המולקולה של ח2O
O2: גיאומטריה ליניארית ומולקולה לא קוטבית
רק3: גיאומטריה טריגונלית ומולקולה לא קוטבית
מולקולות הנוצרות על ידי סוג של יסוד כימי, כגון חמצן (O2) אינם קוטביים מכיוון שהם אינם מראים הבדל באלקטרושליליות בין מרכיביהם.
כאשר יש הבדל באלקטרושליליות בין אטומים, הגיאומטריה קובעת אם המולקולה היא קוטבית או לא קוטבית.
לדוגמה, גופרית טריאוקסיד (SO3) אינו קוטבי בשל גיאומטריה טריגונלית שגורמת לכך שמומנט הדיפול המתקבל של המולקולה שווה לאפס. מצד שני, דו תחמוצת הגופרית (SO2) עם הגיאומטריה הזוויתית שלו הופך את המולקולה לקוטבית מכיוון שווקטור מומנט הדיפול אינו אפס.
(Ufes) מולקולת OF2 הוא קוטבי, ומולקולת BeF2 זה לא קוטבי. זה נובע (כדי):
שגוי. כאשר יש הבדל באלקטרושליליות במולקולות, מה שקובע את הקוטביות הוא הגיאומטריה.
ב) נכון. כמו חמצן דיפלואוריד (OF2) יש זוגות לא מזווגים של אלקטרונים, נוצר מבנה זוויתי ומומנט הדיפול המתקבל שונה מאפס, ומאפיין אותו כמולקולה קוטבית.
בבריליום דיפלואוריד (BeF2), לאטום המרכזי אין אלקטרונים בלתי מזווגים, ולכן, הגיאומטריה שלו לינארית, מה שהופך את מומנט הדיפול שווה לאפס ואת המולקולה לא קוטבית.
ג) לא נכון. גודל האטומים משפיע על המבנה המרחבי של המולקולה.
ד) לא נכון. תגובתיות קשורה ליכולת ליצור קשרים.
ה) שגוי. למעשה, הקוטביות של המולקולה היא שמשפיעה על תכונות רבות, כולל נקודת הרתיחה (מעבר למצב גזי).
בטיסטה, קרולינה. תרגילים על גיאומטריה מולקולרית (עם תבנית מוערת).הכל עניין, [נ.ד.]. אפשר להשיג ב: https://www.todamateria.com.br/geometria-molecular-exercicios/. גישה ב:
