a) tylko łączące się pary elektronów są w stanie określić geometrię cząsteczki.
b) pary elektronów wokół centralnego atomu cząsteczki zachowują się jak chmury elektronowe i odpychają się.
c) Geometria cząsteczki jest wynikiem przyciągania centralnego atomu cząsteczki przez niewiążące elektrony.
d) im większa jest liczba atomów centralnych w cząsteczce, tym struktura może przyjmować inną geometrię.
Teoria odpychania par elektronów powłoki walencyjnej jest modelem stosowanym do przewidywania geometrii cząsteczki.
Centralny atom cząsteczki ma pary elektronów, które mogą, ale nie muszą, uczestniczyć w wiązaniach. Te elektrony walencyjne zachowują się jak chmury elektronowe, odpychają się i orientują, tworząc możliwie największą odległość.
Jeśli pierwiastek X o liczbie atomowej 1 tworzy wiązanie chemiczne z pierwiastkiem Y o liczbie atomowej 9. Jaka jest geometria molekularna powstałego związku?
Wszystkie cząsteczki dwuatomowe, czyli utworzone tylko przez dwa atomy, mają geometrię liniową.
Pierwiastkiem o liczbie atomowej 1 jest wodór (H), a pierwiastkiem o liczbie atomowej 9 jest fluor (F), które są połączone wiązaniem kowalencyjnym i tworzą kwas fluorowodorowy (HF).
Tlen jest najobficiej występującym pierwiastkiem na planecie Ziemia. Wchodzi w skład dwóch cząsteczek niezbędnych do przetrwania istot żywych: gazowego tlenu (O2) i wodę (H2O).
Źle. Pomimo tego, że zawiera tylko pierwiastek chemiczny tlen, gazowy tlen jest cząsteczką dwuatomową, ponieważ składa się z 2 atomów pierwiastka. Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu, dlatego jest trójatomowa.
b) ŹLE. Gazowy tlen jest cząsteczką liniową, ponieważ składa się z 2 atomów. Cząsteczka wody jest kanciasta, ponieważ centralny atom tlenu, oprócz tworzenia dwóch wiązań kowalencyjnych, ma dwie dostępne pary elektronów.
c) PRAWIDŁOWE. Atom tlenu jest centralnym atomem cząsteczki wody. Gazowy tlen ma dwa atomy połączone wiązaniem kowalencyjnym.
d) ŹLE. Kąt wiązania cząsteczki tlenu wynosi 180°, ponieważ jest liniowy. Cząsteczka wody ma kąt 104,5°.
Prawidłowo powiąż cząsteczkę w kolumnie I z jej odpowiednią geometrią w kolumnie II.
HCN: geometria liniowa
Cząsteczki z trzema atomami, których centralny atom jest związany z dwoma innymi atomami i nie zawierają pary dostępnych sparowanych elektronów, mają geometrię liniową.
NOCl: geometria kątowa
Cząsteczki z trzema atomami, których centralny atom jest związany z dwoma innymi atomami i zawierają parę dostępnych sparowanych elektronów, wykazują geometrię kątową.
TYLKO3: płaska geometria trygonalna
Cząsteczki z czterema atomami, których centralny atom jest związany z trzema innymi atomami i nie zawierają pary dostępnych sparowanych elektronów, mają płaską geometrię trygonalną.
NH3: geometria piramidalna
Cząsteczki z czterema atomami, których centralny atom jest związany z trzema innymi atomami i zawierają parę dostępnych sparowanych elektronów, mają geometrię piramidalną.
CH4: geometria czworościenna
Cząsteczki z pięcioma atomami, których centralny atom jest związany z czterema innymi atomami i nie zawierają pary dostępnych sparowanych elektronów, mają geometrię czworościenną.
PCl5: geometria bipiramidalna
Cząsteczki z sześcioma atomami, których centralny atom jest połączony z pięcioma innymi atomami, mają geometrię bipiramidalną, niezależną od atomu centralnego.
SF6: geometria oktaedryczna
Cząsteczki z siedmioma atomami, których centralny atom jest połączony z sześcioma innymi atomami, mają geometrię oktaedryczną, niezależną od atomu centralnego.
Im większa liczba atomów w cząsteczce, tym większa liczba możliwych geometrii molekularnych. W przypadku cząsteczek trójatomowych mogą one mieć geometrię liniową lub kątową.
Poniżej znajdują się przykłady cząsteczek z dostępnymi parami elektronów na atomie centralnym, które dają geometrię kątową cząsteczki, Z WYJĄTKIEM:
Cząsteczka dwutlenku węgla (CO2) ma geometrię liniową, ponieważ węgiel będący atomem centralnym nie ma dostępnej pary sparowanych elektronów. Kąt pomiędzy połączeniami wynosi 180°.
O=C=O
Metan (CH4) jest jednym z gazów przyczyniających się do globalnego ocieplenia. Jest to najprostszy węglowodór, powstający na przykład w wyniku rozkładu materii organicznej oraz w procesie trawienia niektórych roślinożerców.
Geometria cząsteczki CH4 jest czworościenny. Metan jest związkiem złożonym z 5 atomów, a węgiel będący atomem centralnym zawiera 4 ligandy. Kąt pozwalający na największą odległość między jej osiami wynosi 109°28’.
Alotropia to zdolność pierwiastka chemicznego do tworzenia różnych prostych substancji. Na przykład tlen ma dwie odmiany alotropowe: gazowy tlen ( O2), niezbędny dla istot tlenowych oraz ozon (O3), który chroni planetę przed promieniowaniem ultrafioletowym ze Słońca.
Cząsteczki utworzone przez dwa atomy (dwuatomowe) mają geometrię liniową. Cząsteczki trójatomowe mogą być liniowe lub kątowe.
W przypadku ozonu (O3), geometria jest kątowa, ponieważ atom centralny zawiera dostępną niewiążącą parę elektronów.
(Uespi) Połącz lewą kolumnę z prawą kolumną, powiązując gatunki chemiczne z ich odpowiednią geometrią molekularną i zaznacz prawidłową sekwencję, od góry do dołu:
TYLKO3 przedstawia płaską geometrię trygonalną, ponieważ centralny atom siarki (S) zawiera 3 ligandy.
PCl5 przedstawia geometrię bipiramidy trygonalnej, ponieważ centralny atom fosforu (P) zawiera 5 ligandów.
H2O przedstawia geometrię kątową, ponieważ centralny atom tlenu (O) zawiera 2 ligandy i dostępne sparowane pary elektronów.
NH4+ ma geometrię czworościenną, ponieważ centralny atom azotu (N) zawiera 4 ligandy.
WSPÓŁ2 przedstawia geometrię liniową, ponieważ centralny atom węgla (C) zawiera 2 ligandy i nie ma dostępnych par elektronów.
(UFRGS) Dwutlenek siarki w kontakcie z powietrzem tworzy trójtlenek siarki, który z kolei w kontakcie z wodą tworzy kwas siarkowy.
W lewej kolumnie poniżej znajduje się lista 5 substancji biorących udział w tym procesie. W prawej kolumnie charakterystyka cząsteczek tej substancji.
H2TYLKO4: geometria czworościenna i cząsteczka polarna
TYLKO2: geometria kątowa i cząsteczka polarna, a także cząsteczka H2O
O2: geometria liniowa i cząsteczka niepolarna
TYLKO3: geometria trygonalna i cząsteczka niepolarna
Cząsteczki utworzone przez rodzaj pierwiastka chemicznego, takiego jak tlen (O2) są niepolarne, ponieważ nie wykazują różnicy w elektroujemności między swoimi składnikami.
Kiedy istnieje różnica w elektroujemności między atomami, geometria określa, czy cząsteczka jest polarna czy niepolarna.
Na przykład trójtlenek siarki (SO3) jest niepolarny ze względu na geometrię trygonalną, która sprawia, że powstały moment dipolowy cząsteczki jest równy zeru. Z drugiej strony dwutlenek siarki (SO2) ze swoją geometrią kątową sprawia, że cząsteczka jest polarna, ponieważ wektor momentu dipolowego jest niezerowy.
(Ufes) Cząsteczka OF2 jest polarny, a cząsteczka BeF2 jest niepolarny. Dzieje się tak z powodu (dla):
Źle. Kiedy występuje różnica w elektroujemności cząsteczek, tym, co określa polarność, jest geometria.
b) PRAWIDŁOWE. Jako difluorek tlenu (OF2) ma niesparowane pary elektronów, powstaje struktura kątowa i powstały moment dipolowy jest różny od zera, co charakteryzuje ją jako cząsteczkę polarną.
W difluorku berylu (BeF2), atom centralny nie ma niesparowanych elektronów i dlatego jego geometria jest liniowa, co powoduje, że moment dipolowy jest równy zeru, a cząsteczka jest niepolarna.
c) ŹLE. Rozmiar atomów wpływa na strukturę przestrzenną cząsteczki.
d) ŹLE. Reaktywność jest związana ze zdolnością do tworzenia wiązań.
e) ŹLE. W rzeczywistości to polarność cząsteczki wpływa na wiele właściwości, w tym na temperaturę wrzenia (przejście do stanu gazowego).
BATISTA, Karolina. Ćwiczenia z geometrii molekularnej (z komentarzem szablonu).Wszystko się liczy, [nd]. Dostępne w: https://www.todamateria.com.br/geometria-molecular-exercicios/. Dostęp pod adresem: