a) iba väzbové elektrónové páry sú schopné určiť geometriu molekuly.
b) elektrónové páry okolo centrálneho atómu molekuly sa správajú ako elektronické oblaky a navzájom sa odpudzujú.
c) Molekulárna geometria je výsledkom priťahovania centrálneho atómu molekuly neväzbovými elektrónmi.
d) čím väčší je počet centrálnych atómov v molekule, štruktúra môže nadobúdať rôzne geometrie.
Teória odpudzovania elektrónových párov valenčného obalu je model používaný na predpovedanie geometrie molekuly.
Centrálny atóm molekuly má páry elektrónov, ktoré sa môžu alebo nemusia podieľať na väzbách. Tieto valenčné elektróny sa správajú ako elektronické oblaky a navzájom sa odpudzujú a orientujú tak, aby tvorili najväčšiu možnú vzdialenosť.
Ak prvok X s atómovým číslom 1 tvorí chemickú väzbu s prvkom Y s atómovým číslom 9. Aká je molekulárna geometria vytvorenej zlúčeniny?
Všetky dvojatómové molekuly, teda tvorené iba dvoma atómami, majú lineárnu geometriu.
Prvok s atómovým číslom 1 je vodík (H) a prvkom s atómovým číslom 9 je fluór (F), ktoré sú spojené kovalentnou väzbou a tvoria kyselinu fluorovodíkovú (HF).
Kyslík je najrozšírenejším prvkom na planéte Zem. Je v zložení dvoch molekúl nevyhnutných pre prežitie živých bytostí: plynného kyslíka (O2) a voda (H2O).
a) ZLE. Napriek tomu, že obsahuje iba chemický prvok kyslík, plynný kyslík je dvojatómová molekula, pretože je tvorená 2 atómami prvku. Molekula vody sa skladá z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka, a preto je trojatómová.
b) ZLE. Plynný kyslík je lineárna molekula, pretože sa skladá z 2 atómov. Molekula vody je hranatá, pretože centrálny atóm, kyslík, má okrem dvoch kovalentných väzieb k dispozícii dva páry elektrónov.
c) SPRÁVNE. Atóm kyslíka je centrálnym atómom molekuly vody. Plynný kyslík má dva atómy spojené kovalentnou väzbou.
d) ZLE. Väzbový uhol molekuly plynného kyslíka je 180°, pretože je lineárny. Molekula vody má uhol 104,5°.
Správne spojte molekulu v stĺpci I s jej príslušnou geometriou v stĺpci II.
HCN: lineárna geometria
Molekuly s tromi atómami, ktorých centrálny atóm je viazaný na dva ďalšie atómy a neobsahujú pár dostupných párových elektrónov, majú lineárnu geometriu.
NOCl: uhlová geometria
Molekuly s tromi atómami, ktorých centrálny atóm je viazaný na dva ďalšie atómy a obsahuje pár dostupných párových elektrónov, vykazujú uhlovú geometriu.
IBA3: rovinná trigonálna geometria
Molekuly so štyrmi atómami, ktorých centrálny atóm je naviazaný na tri ďalšie atómy a neobsahujú pár dostupných párových elektrónov, majú rovinnú trigonálnu geometriu.
NH3: pyramidálna geometria
Molekuly so štyrmi atómami, ktorých centrálny atóm je viazaný na tri ďalšie atómy a obsahuje pár dostupných párových elektrónov, majú pyramídovú geometriu.
CH4: štvorstenná geometria
Molekuly s piatimi atómami, ktorých centrálny atóm je naviazaný na štyri ďalšie atómy a neobsahujú pár dostupných párových elektrónov, majú tetraedrickú geometriu.
PCl5: bipyramídová geometria
Molekuly so šiestimi atómami, ktorých centrálny atóm je spojený s piatimi ďalšími atómami, majú bipyramídovú geometriu nezávislú od centrálneho atómu.
SF6: oktaedrická geometria
Molekuly so siedmimi atómami, ktorých centrálny atóm je spojený s ďalšími šiestimi atómami, majú oktaedrickú geometriu nezávislú od centrálneho atómu.
Čím väčší je počet atómov v molekule, tým väčší je počet možných molekulárnych geometrií. V prípade triatómových molekúl môžu mať lineárnu alebo uhlovú geometriu.
Nasledujú príklady molekúl s dostupnými pármi elektrónov na centrálnom atóme, ktoré dávajú uhlovú geometriu molekuly, OKREM:
Molekula oxidu uhličitého (CO2) predstavuje lineárnu geometriu, pretože uhlík, ktorý je centrálnym atómom, nemá k dispozícii pár párových elektrónov. Uhol medzi spojmi je 180º.
O=C=O
Metánový plyn (CH4) je jedným z plynov, ktoré prispievajú ku globálnemu otepľovaniu. Je to najjednoduchší uhľovodík, ktorý vzniká napríklad pri rozklade organickej hmoty a pri trávení niektorých bylinožravcov.
Geometria molekuly CH4 je štvorsten. Metánový plyn je zlúčenina tvorená 5 atómami a uhlík, ktorý je centrálnym atómom, obsahuje 4 ligandy. Uhol, ktorý umožňuje najväčšiu vzdialenosť medzi jeho osami, je 109º28'.
Alotropia je schopnosť chemického prvku vytvárať rôzne jednoduché látky. Napríklad kyslík má dva alotropy: plynný kyslík (O2), nevyhnutný pre aeróbne bytosti, a ozón (O3), ktorý chráni planétu pred ultrafialovým žiarením zo Slnka.
Molekuly tvorené dvoma atómami (diatomické) majú lineárnu geometriu. Triatómové molekuly môžu byť lineárne alebo hranaté.
V prípade ozónu (O3), geometria je uhlová, pretože centrálny atóm obsahuje dostupný neväzbový elektrónový pár.
(Uespi) Priraďte ľavý stĺpec k pravému stĺpcu, priraďte chemické druhy k ich príslušnej molekulárnej geometrii a označte správnu sekvenciu zhora nadol:
IBA3 predstavuje planárnu trigonálnu geometriu, keďže centrálny atóm síry (S) obsahuje 3 ligandy.
PCl5 predstavuje trigonálnu bipyramídovú geometriu, keďže centrálny atóm fosforu (P) obsahuje 5 ligandov.
H2O predstavuje uhlovú geometriu, pretože centrálny atóm kyslíka (O) obsahuje 2 ligandy a dostupné párové elektrónové páry.
NH4+ má tetraedrickú geometriu, keďže centrálny atóm dusíka (N) obsahuje 4 ligandy.
CO2 predstavuje lineárnu geometriu, pretože centrálny atóm uhlíka (C) obsahuje 2 ligandy a neexistujú žiadne dostupné páry elektrónov.
(UFRGS) Oxid siričitý v kontakte so vzduchom vytvára oxid sírový, ktorý zase v kontakte s vodou vytvára kyselinu sírovú.
V ľavom stĺpci nižšie je uvedených 5 látok zapojených do tohto procesu. V pravom stĺpci charakteristiky molekúl tejto látky.
H2IBA4: tetraedrická geometria a polárna molekula
IBA2: uhlová geometria a polárna molekula, ako aj molekula o H2O
O2: lineárna geometria a nepolárna molekula
IBA3: trigonálna geometria a nepolárna molekula
Molekuly tvorené typom chemického prvku, ako je kyslík (O2) sú nepolárne, pretože nevykazujú rozdiel v elektronegativite medzi ich komponentmi.
Ak existuje rozdiel v elektronegativite medzi atómami, geometria určuje, či je molekula polárna alebo nepolárna.
Napríklad oxid sírový (SO3) je nepolárny v dôsledku trigonálnej geometrie, vďaka ktorej je výsledný dipólový moment molekuly rovný nule. Na druhej strane oxid siričitý (SO2) svojou uhlovou geometriou robí molekulu polárnou, pretože vektor dipólového momentu je nenulový.
(Ufes) Molekula OF2 je polárna a molekula BeF2 je nepolárna. Je to kvôli (kvôli):
a) ZLE. Ak existuje rozdiel v elektronegativite v molekulách, to, čo určuje polaritu, je geometria.
b) SPRÁVNE. Ako difluorid kyslíka (OF2) má nepárové páry elektrónov, vzniká uhlová štruktúra a výsledný dipólový moment je odlišný od nuly, čo ho charakterizuje ako polárnu molekulu.
V difluoride berýliom (BeF2), centrálny atóm nemá nepárové elektróny, a preto je jeho geometria lineárna, vďaka čomu je dipólový moment rovný nule a molekula je nepolárna.
c) ZLE. Veľkosť atómov ovplyvňuje priestorovú štruktúru molekuly.
d) ZLE. Reaktivita súvisí so schopnosťou vytvárať väzby.
e) ZLE. V skutočnosti je to polarita molekuly, ktorá ovplyvňuje mnohé vlastnosti, vrátane bodu varu (prechod do plynného stavu).
BATISTA, Karolína. Cvičenia o molekulárnej geometrii (s komentovanou šablónou).All Matter, [n.d.]. Dostupné v: https://www.todamateria.com.br/geometria-molecular-exercicios/. Prístup na:
