Como eu determino a forma molecular de uma molécula?

Responda:

ATENÇÃO. Este é um documento LONGO. Ele cobre todas as formas possíveis para moléculas com até seis pares de elétrons ao redor do átomo central.

Explicação:

PASSOS ENVOLVIDOS

Existem três etapas básicas para determinar a forma molecular de uma molécula:

  1. Escreva a estrutura de pontos de Lewis da molécula. Isso fornece o número estérico (SN) - o número de pares de ligações e pares solitários em torno do átomo central.

  2. Use o SN e VSEPR teoria para determinar a geometria do par de elétrons da molécula.

  3. Use a forma VSEPR para determinar os ângulos entre o ligação pares.

PRINCÍPIOS VSEPR:

  1. A repulsão entre pares de elétrons de valência na camada externa do átomo central determina a forma da molécula. Você deve determinar o número estérico (SN) - o número de pares de ligação e pares solitários sobre o átomo central.

  2. Pares solitários repelem mais do que pares de ligação.

A. SN = 2

Qual é a forma de #"BeCl"_2#?

A estrutura de pontos de Lewis para #"BeCl"_2# is

wiki.chemprime.chemeddl.org

A Central #"Be"# O átomo possui dois pares de ligações em sua camada externa (SN = 2).

A repulsão entre esses dois pares faz com que os átomos estejam o mais afastados possível.

A forma da molécula é linear e a #"Cl-Be-Cl"# ângulo de ligação é 180 °.

B. SN = 3

Existem duas possibilidades.

i. #"AX"_3# - Três pares de ligação

Qual é a forma de #"BF"_3#?

A estrutura de pontos de Lewis #"BF"_3# is

chemwiki.ucdavis.edu

O #"B"# átomo tem três pares de ligações em sua casca externa.

Minimizar a repulsão causa #"F"# átomos para formar um triângulo equilátero sobre o #"B"# átomo, como mostrado abaixo.

www.grandinetti.org

A forma da molécula é planar trigonal.

Todos os átomos estão no mesmo plano, e o #"F-B-F"# ângulos de ligação são todos 120 °.

ii. #"AX"_2"E"# - dois pares de ligações e um par solitário

Qual é a forma de #"SO"_2#?

A estrutura de pontos de Lewis #"SO"_2# is

i.stack.imgur.com

O átomo central, #"S"#, possui três grupos ligados a ele, dois átomos de oxigênio e um par solitário.

A geometria do par de elétrons de #"SO"_2# é planar trigonal.

Seria desenhado como

butane.chem.uiuc.edu

A forma molecular de #"SO"_2# não é planar trigonal.

Ao determinar a forma molecular, consideramos apenas as posições dos átomos, não os pares solitários.

Portanto, a forma molecular de #"SO"_2# é dobrado e é representado como

cnx.org

O par solitário de elétrons ocupa um volume relativamente grande, uma vez que são retidos por apenas um átomo.

Comprimem o ângulo de ligação entre os oxigênio e o enxofre a cerca de 119.5 °.

C. SN = 4

Existem quatro possibilidades.

i. #"AX"_4# - quatro pares de ligações

Qual é a forma de #"CH"_4#?

A estrutura de pontos de Lewis #"CH"_4# is

o.quizlet.com

A forma dessa molécula, no entanto, não é plana, como você pode pensar na maneira como desenhamos essa estrutura de pontos.

Os quatro pares de ligações estão dispostos em torno do #"C"# átomo, apontando para os cantos de um tetraedro regular.

Essa forma minimiza a repulsão entre os pares de ligações.

www.peoi.net

O ângulo 109.5 ° é o mesmo para todos #"H-C-H"# ângulos de ligação e é chamado de ângulo de ligação tetraédrico.

A forma do #"CH"_4# molécula é tetraédrica.

ii. #"AX"_3"E"# - três pares de ligações e um par solitário.

O que é o geometria molecular of #"NH"_3#?

A estrutura de pontos de Lewis de #"NH"_3# is

www.spiritsd.ca

O átomo central, #"N"#, tem quatro grupos ligados a ele: três átomos de hidrogênio e um par solitário.

A geometria do par de elétrons de #"NH"_3# é tetraédrico.

É desenhado como mostrado abaixo:

chemistry.elmhurst.edu

Lembre-se de que, ao determinar a forma molecular, consideramos apenas as posições dos átomos, não os pares solitários.

Se olharmos apenas para os átomos, veremos um tetraedro curto e bastante distorcido.

Isso é chamado de pirâmide.

O #"NH"_3# pirâmide tem uma base triangular.

Portanto, a forma é piramidal trigonal.

A maior repulsão do par solitário causa a #"H"# átomos em #"NH"_3# devem ser dobrados mais próximos do que o ângulo tetraédrico normal de 109.5 °.

In #"NH"_3# o observado #"H-N-H"# ângulo de ligação é 107.3 °.

iii. #"AX"_2"E"_2# - dois pares de ligações e dois pares solitários

Qual é a geometria molecular de #"H"_2"O"#?

A estrutura de pontos de Lewis de #"H"_2"O"# is

www.uwplatt.edu

O átomo central, #"O"#, tem quatro grupos ligados a ele, dois átomos de hidrogênio e dois pares solitários.

A geometria do par de elétrons de #"H"_2"O"# é tetraédrico.

É desenhado como mostrado abaixo:

faculty.njcu.edu

A forma é chamada dobrada.

O #"H-O-H"# ângulo de ligação é menor do que o #"NH"_3#, em parte devido às maiores repulsões causadas por dois pares solitários.

Na água, o observado #"H-O-H"# ângulo de ligação é 104.5 °.

Todos os ângulos de ligação #"AX"_2"E"_2# moléculas são significativamente inferiores a 109.5 °.

D. SN = 5

Existem quatro possibilidades.

i. #"AX"_5# - cinco pares de ligações

Qual é a forma molecular de #"PCl"_5#?

A estrutura de pontos de Lewis de #"PCl"_5# is

chem.libretexts.org

Átomos passados #"Si"# in a tabela periódica pode "expandir o octeto" e ter mais de oito elétrons de valência.

Aqui o #"P"# átomo tem dez elétrons de valência.

Se você visualizar o #"P"# átomo no centro de uma esfera como a terra, você tem um #"Cl"# átomo no Polo Norte, um #"Cl"# átomo no pólo sul e três #"Cl"# átomos se espalham uniformemente ao redor do equador.

chemistry.elmhurst.edu

Observe que o #"Cl"# átomos ocupam dois tipos de posições.

Os dois #"Cl"# átomos que estão em uma linha reta que passa através do #"P"# Diz-se que o núcleo ocupa posições axiais.

Os outros três #"Cl"# átomos estão em posições equatoriais.

Se você se juntar ao #"Cl"# átomos por linhas retas, o diagrama parece duas pirâmides trigonais unidas na base.

O #"PCl"_5# molécula tem uma forma bipiramidal trigonal.

Existem dois ângulos de ligação diferentes na molécula.

O axial #"Cl"# átomos estão em ângulos de 90 ° ao equatorial #"Cl"# átomos, enquanto o equatorial #"Cl"# átomos estão em ângulos de 120 ° um do outro.

ii. #"AX"_4"E"# - Quatro pares de ligações e um par solitário.

Qual é a forma molecular de #"SF"_4#?

A estrutura de pontos de Lewis de #"SF"_4# is

www.tutor-homework.com

Os cinco pares de elétrons assumem uma geometria bipiramidal trigonal.

www.chem.tamu.edu

O par solitário ocupa uma posição equatorial, porque isso o afasta mais dos outros pares de elétrons.

Se você virar a molécula de lado, ela parecerá uma gangorra, com a axial #"F"# átomos nas extremidades e o equatorial #"F"# átomos atuando como pivô.

A forma é chamada de gangorra.

upload.wikimedia.org

O axial #"F–S–F"# O ângulo de ligação é 173.1 ° em vez de 180 °, por causa do único par de elétrons no plano equatorial.

O equatorial #"F-S-F"# o ângulo de ligação é comprimido para 101.6 ° a partir do seu valor normal de 120 °.

iii. #"AX"_3"E"_2# - pares de ligação de árvores e dois pares isolados

Qual é a forma molecular de #"ClF"_3#?

A estrutura de pontos de Lewis de #"ClF"_3# is

https://s3.amazonaws.com/classconnection/153/flashcards/919153/png/download_(3) -1518046CE7937FB18BB.png

Os cinco pares de elétrons assumem uma geometria bipiramidal trigonal.

www.satriwit3.ac.th

Os dois pares solitários ocupam as posições equatoriais para minimizar repulsões.

Os pares de ligação formam uma forma de T, e essa é a forma da molécula.

chemlab.truman.edu

Na verdade, a molécula tem uma forma "distorcida-T" porque os dois pares isolados reduzem a #"F-S-F"# ângulo de ligação de 90 ° a 86.98 ° e a #"F-S-F"# o ângulo de união na parte superior do T é reduzido de 180 ° para 173.96 °.

iv. #"AX"_2"E"_3# - dois pares de ligação e três pares solitários

Qual é a forma molecular de #"XeF"_2#?

A estrutura de pontos de Lewis de #"XeF"_2# is

classconnection.s3.amazonaws.com

Os cinco pares de elétrons assumem uma geometria bipiramidal trigonal.

www.uwosh.edu

Os três pares solitários ocupam as três posições equatoriais, então o que você tem é um átomo de xenônio com três pares solitários apontando para os cantos de um triângulo equilátero, com um #"F"# átomo abaixo do triângulo e outro acima.

O resultado é uma forma linear para o #"XeF"_2# molécula e a #"F-Xe-F"# ângulo de ligação é 180 °.

E. SN = 6

Existem cinco possibilidades.

i. #"AX"_6# - seis pares de ligação

Qual é a forma molecular de #"SF"_6#?

A estrutura de pontos de Lewis de #"SF"_6# is

www.uwplatt.edu

Os seis pares de ligação se organizam com quatro pares de ligação equatorial e mais um par em cada uma das localizações polares.

www.uwplatt.edu

A forma é chamada octaédrica.

Cada #"F-S-F"# ângulo de ligação é 90 °.

ii. #"AX"_5"E"# - cinco pares de ligação e um par solitário

Qual é a estrutura de #"IF"_5#?

A estrutura de pontos de Lewis de #"IF"_5# is

www.chemistry.mcmaster.ca

Os pares de elétrons se organizam nos cantos de um octaedro com um par solitário ocupando uma dessas posições.

wps.prenhall.com

Quatro dos #"F"# átomos estão nos cantos de um quadrado, e um está diretamente acima do #"I"# átomo.

Linhas que conectam o #"F"# os átomos formam uma pirâmide com uma base quadrada, portanto a forma é quadrada piramidal.

O #"F-I-F"# ângulos entre vizinhos #"F"# átomos são 90 °.

iii. #"AX"_4"E"_2# - quatro pares de ligações e dois pares solitários

Qual é a forma molecular de #"XeF"_4#?

A estrutura de pontos de Lewis é

www.tutor-homework.com

Os pares de elétrons se organizam nos cantos de um octaedro.

Os quatro pares de ligação apontam para os cantos de um quadrado, e os pares solitários ocupam as posições axiais acima e abaixo do plano do quadrado.

www.chem.tamu.edu

Desde os quatro #"F"# átomos estão nos cantos de um quadrado, a forma molecular é quadrada plana.

O #"F-Xe-F"# ângulos de ligação entre vizinhos #"F"# átomos são 90 °.

iv. #"AX"_3"E"_3# - três pares de ligação e três pares solitários

Não existem moléculas que pertençam ao #"AX"_3"E"_3# sistema.

No entanto, a geometria eletrônica é octaédrica, com os três pares solitários ocupando posições equatoriais.

Os pares de ligações restantes são dispostos em forma de T com ângulos de ligação de 90 °.

www.chemthes.com

v. #"AX"_2"E"_4# - dois pares de ligação e quatro pares solitários

Não estável #"AX"_2"E"_4# moléculas são conhecidas.

No entanto, prevemos que a forma molecular seja linear com ângulos de ligação de 180 °.

www.chemthes.com

RESUMO

Para prever a forma de uma molécula:

  1. Escreva a estrutura de pontos de Lewis para a molécula.

  2. Determine o número estérico do átomo central.

  3. Decida a orientação do par de elétrons com base no número estérico.

  4. Considere a colocação de pares isolados e quaisquer distorções de formas "regulares".

  5. Nomeie a forma com base na localização dos átomos ligados ao átomo central

A tabela abaixo resume todas as formas moleculares.

figures.boundless.com

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