а) лише зв’язуючі електронні пари здатні визначати геометрію молекули.
б) пари електронів навколо центрального атома молекули поводяться як електронні хмари і відштовхуються один від одного.
в) Геометрія молекули є результатом притягання центрального атома молекули незв’язуючими електронами.
г) чим більше число центральних атомів у молекулі, тим структура може мати різну геометрію.
Теорія відштовхування електронної пари валентної оболонки — це модель, яка використовується для передбачення геометрії молекули.
Центральний атом молекули має пари електронів, які можуть або не можуть брати участь у зв’язках. Ці валентні електрони поводяться як електронні хмари, відштовхуються один від одного та орієнтуються на максимально можливу відстань.
Якщо елемент X з атомним номером 1 утворює хімічний зв’язок з елементом Y з атомним номером 9. Яка молекулярна геометрія утвореної сполуки?
Усі двоатомні молекули, тобто утворені лише двома атомами, мають лінійну геометрію.
Елемент з атомним номером 1 — водень (Н), а елемент з атомним номером 9 — фтор (F), які з’єднані ковалентним зв’язком і утворюють плавикову кислоту (HF).
Кисень є найпоширенішим елементом на планеті Земля. Він входить до складу двох молекул, необхідних для виживання живих істот: газоподібного кисню (O2) і вода (H2О).
а) НЕПРАВИЛЬНО. Незважаючи на наявність лише хімічного елемента кисню, газоподібний кисень є двоатомною молекулою, оскільки утворений двома атомами елемента. Молекула води складається з двох атомів Гідрогену та одного атома Оксигену і тому є триатомною.
б) НЕПРАВИЛЬНО. Газоподібний кисень є лінійною молекулою, оскільки складається з 2 атомів. Молекула води кутаста, тому що центральний атом, кисень, окрім двох ковалентних зв’язків, має дві доступні пари електронів.
в) ПРАВИЛЬНО. Атом кисню є центральним атомом молекули води. Газ кисень складається з двох атомів, з’єднаних ковалентним зв’язком.
г) НЕПРАВИЛЬНО. Зв’язувальний кут молекули кисню дорівнює 180°, оскільки він лінійний. Молекула води має кут 104,5º.
Правильно зв’яжіть молекулу в колонці I з її відповідною геометрією в колонці II.
HCN: лінійна геометрія
Молекули з трьома атомами, центральний атом яких зв'язаний з двома іншими атомами і не містить пари доступних спарених електронів, мають лінійну геометрію.
NOCl: кутова геометрія
Молекули з трьома атомами, центральний атом яких зв’язаний з двома іншими атомами та містить пару доступних спарених електронів, демонструють кутову геометрію.
ТІЛЬКИ3: плоска тригональна геометрія
Молекули з чотирма атомами, центральний атом яких зв’язаний з трьома іншими атомами і не містить пари доступних спарених електронів, мають плоску тригональну геометрію.
NH3: пірамідальна геометрія
Молекули з чотирма атомами, центральний атом яких зв’язаний з трьома іншими атомами і містить пару доступних спарених електронів, мають пірамідальну геометрію.
CH4: тетраедральна геометрія
Молекули з п'ятьма атомами, центральний атом яких зв'язаний з чотирма іншими атомами і не містить пари доступних спарених електронів, мають тетраедричну геометрію.
PCl5: біпірамідальна геометрія
Молекули з шістьма атомами, центральний атом яких з’єднаний з п’ятьма іншими атомами, мають біпірамідальну геометрію, незалежну від центрального атома.
SF6: октаедрична геометрія
Молекули з семи атомів, центральний атом яких з'єднаний з шістьма іншими атомами, мають октаедричну геометрію, незалежну від центрального атома.
Чим більша кількість атомів у молекулі, тим більша кількість можливих молекулярних геометрій. У випадку триатомних молекул вони можуть мати лінійну або кутову геометрію.
Нижче наведено приклади молекул із наявними парами електронів на центральному атомі, які дають молекулі кутову геометрію, КРІМ:
Молекула вуглекислого газу (CO2) представляє лінійну геометрію, оскільки вуглець, який є центральним атомом, не має доступної пари спарених електронів. Кут між з'єднаннями становить 180º.
O=C=O
Газ метан (CH4) є одним із газів, які сприяють глобальному потеплінню. Це найпростіший вуглеводень, який утворюється, наприклад, при розкладанні органічних речовин і в процесі травлення деяких травоїдних тварин.
Геометрія молекули СН4 це тетраедр. Метан — це сполука, утворена 5 атомами і вуглецем, який є центральним атомом, містить 4 ліганди. Кут, що враховує найбільшу відстань між його осями, становить 109º28’.
Алотропія — здатність хімічного елемента утворювати різні прості речовини. Кисень, наприклад, має два алотропи: газоподібний кисень (О2), незамінний для аеробних істот, і озон (О3), який захищає планету від ультрафіолетових променів Сонця.
Молекули, утворені двома атомами (двоатомні), мають лінійну геометрію. Триатомні молекули можуть бути лінійними або кутовими.
У випадку з озоном (О3), геометрія є кутовою, оскільки центральний атом містить доступну незв’язуючу електронну пару.
(Уеспі) Пов’яжіть лівий стовпець із правим стовпчиком, пов’язавши хімічні види з відповідною молекулярною геометрією, і позначте правильну послідовність зверху вниз:
ТІЛЬКИ3 він представляє плоску тригональну геометрію, оскільки центральний атом сірки (S) містить 3 ліганди.
PCl5 представлена геометрія тригональної біпіраміди, оскільки центральний атом фосфору (P) містить 5 лігандів.
Х2О він представляє кутову геометрію, оскільки центральний атом кисню (O) містить 2 ліганди та доступні спарені електронні пари.
NH4+ він має тетраедричну геометрію, оскільки центральний атом азоту (N) містить 4 ліганди.
CO2 представляє лінійну геометрію, оскільки центральний атом вуглецю (C) містить 2 ліганди і немає доступних пар електронів.
(UFRGS) Діоксид сірки при контакті з повітрям утворює триоксид сірки, який, у свою чергу, при контакті з водою утворює сірчану кислоту.
У лівій колонці нижче перераховано 5 речовин, які беруть участь у цьому процесі. У правому стовпчику характеристика молекул цієї речовини.
Х2ТІЛЬКИ4: тетраедральна геометрія та полярна молекула
ТІЛЬКИ2: кутова геометрія і полярна молекула, а також молекула о Х2О
О2: лінійна геометрія та неполярна молекула
ТІЛЬКИ3: тригональна геометрія та неполярна молекула
Молекули, утворені таким хімічним елементом, як кисень (О2) є неполярними, оскільки вони не виявляють різниці в електронегативності між своїми компонентами.
Коли між атомами існує різниця в електронегативності, геометрія визначає, полярна чи неполярна молекула.
Наприклад, триоксид сірки (SO3) є неполярним завдяки тригональній геометрії, яка робить результуючий дипольний момент молекули рівним нулю. З іншого боку, діоксид сірки (SO2) з його кутовою геометрією робить молекулу полярною, оскільки вектор дипольного моменту відмінний від нуля.
(Ufes) Молекула OF2 полярна, а молекула BeF2 він неполярний. Це пов'язано з (до):
а) НЕПРАВИЛЬНО. Коли в молекулах є різниця в електронегативності, полярність визначає геометрія.
б) ПРАВИЛЬНО. Як дифтористий кисень (OF2) має неспарені пари електронів, утворюється кутова структура, і результуючий дипольний момент відрізняється від нуля, що характеризує її як полярну молекулу.
У дифториді берилію (BeF2), центральний атом не має неспарених електронів і, отже, його геометрія є лінійною, що робить дипольний момент рівним нулю, а молекулу неполярною.
в) НЕПРАВИЛЬНО. Розмір атомів впливає на просторову структуру молекули.
г) НЕПРАВИЛЬНО. Реакційна здатність пов’язана зі здатністю утворювати зв’язки.
д) НЕПРАВИЛЬНО. Насправді саме полярність молекули впливає на багато властивостей, включаючи температуру кипіння (перехід до газоподібного стану).
БАТИСТА, Кароліна. Вправи з молекулярної геометрії (з коментованим шаблоном).Все має значення, [n.d.]. Доступний у: https://www.todamateria.com.br/geometria-molecular-exercicios/. Доступ за адресою: