Geometria de parells d'electrons versus geometria molecular
La geometria d'una molècula és important per determinar les seves propietats com el color, el magnetisme, la reactivitat, la polaritat, etc. Hi ha diversos mètodes per determinar la geometria. Hi ha molts tipus de geometries. Lineal, doblegat, trigonal plana, trigonal piramidal, tetraèdrica i octaèdrica són algunes de les geometries més habituals.
Què és la geometria molecular?
La geometria molecular és la disposició tridimensional dels àtoms d'una molècula a l'espai. Els àtoms es disposen d'aquesta manera, per minimitzar la repulsió d'enllaç-enllaç, la repulsió d'enllaç-parell solitari i la repulsió de parell solitari-parell solitari. Les molècules amb el mateix nombre d'àtoms i parells d'electrons sols tendeixen a acomodar la mateixa geometria. Per tant, podem determinar la geometria d'una molècula tenint en compte algunes regles. La teoria VSEPR és un model, que es pot utilitzar per predir la geometria molecular de les molècules, utilitzant el nombre de parells d'electrons de valència. Tanmateix, si la geometria molecular es determina pel mètode VSEPR, només s'han de tenir en compte els enllaços, no els parells solitaris. Experimentalment, la geometria molecular es pot observar mitjançant diversos mètodes espectroscòpics i mètodes de difracció.
Què és la geometria de parells d'electrons?
En aquest mètode, la geometria d'una molècula es prediu pel nombre de parells d'electrons de valència al voltant de l'àtom central. La repulsió de parells d'electrons de la capa de valència o la teoria VSEPR prediu la geometria molecular mitjançant aquest mètode. Per aplicar la teoria VSEPR, hem de fer algunes hipòtesis sobre la naturalesa de l'enllaç. En aquest mètode, s'assumeix que la geometria d'una molècula depèn només de les interaccions electró-electró. A més, el mètode VSEPR fa les suposicions següents.
• Els àtoms d'una molècula estan units per parells d'electrons. S'anomenen parells d'enllaç.
• Alguns àtoms d'una molècula també poden tenir parells d'electrons no implicats en l'enllaç. S'anomenen parelles solitàries.
• Els parells d'enllaç i els parells solitaris al voltant de qualsevol àtom d'una molècula adopten posicions on les seves interaccions mútues es minimitzen.
• Les parelles solitàries ocupen més espai que les parelles vinculades.
• Els enllaços dobles ocupen més espais que un enllaç simple.
Per determinar la geometria, primer s'ha de dibuixar l'estructura de Lewis de la molècula. Aleshores s'hauria de determinar el nombre d'electrons de valència al voltant de l'àtom central. Tots els grups d'enllaç simple s'assignen com a tipus d'enllaç de parells d'electrons compartits. La geometria de coordinació només està determinada pel marc σ. S'han de restar els electrons de l'àtom central que estan implicats en l'enllaç π. Si hi ha una càrrega global a la molècula, també s'hauria d'assignar a l'àtom central. El nombre total d'electrons associats al marc s'ha de dividir per 2, per donar el nombre de parells d'electrons σ. Aleshores, depenent d'aquest nombre, es pot assignar geometria a la molècula. A continuació es mostren algunes de les geometries moleculars habituals.
Si el nombre de parells d'electrons és 2, la geometria és lineal.
Nombre de parells d'electrons: 3 Geometria: trigonal plana
Nombre de parells d'electrons: 4 Geometria: tetraèdrica
Nombre de parells d'electrons: 5 Geometria: bipiramidal trigonal
Nombre de parells d'electrons: 6 Geometria: octaèdrica
Quina diferència hi ha entre els parells d'electrons i les geometries moleculars?
• Quan es determina la geometria del parell d'electrons, es tenen en compte els parells i els enllaços solitaris i quan es determina la geometria molecular només es tenen en compte els àtoms enllaçats.
• Si no hi ha parells solitaris al voltant de l'àtom central, la geometria molecular és la mateixa que la geometria del parell d'electrons. Tanmateix, si hi ha parells solitaris implicats, ambdues geometries són diferents.
