Molekulyar Formaları Müzakirə Edən Nümunə Suallar
Penqantar
Kimya maddənin davranışını və onun keçirdiyi dəyişiklikləri öyrənən elmdir. Kimyada vacib anlayışlardan biri molekulyar formanın anlaşılmasıdır. Molekulyar forma birləşmələrin ərimə nöqtəsi, qaynama nöqtəsi və buxar təzyiqi kimi fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərinə təsir göstərir. Molekulyar forma həmçinin bu birləşmələrdə baş verən kimyəvi reaksiyaların müəyyən edilməsində mühüm rol oynayır. Molekulyar formanı izah etmək üçün ən çox istifadə edilən nəzəriyyə VSEPR (Valent Qabıq Elektron Cütlüyü İtələmə) nəzəriyyəsidir. Bu məqalədə molekulyar forma ilə bağlı bir neçə nümunə problemi və VSEPR nəzəriyyəsinin onları həll etmək üçün necə tətbiq oluna biləcəyini müzakirə edəcəyik.
VSEPR Nəzəriyyəsi
VSEPR nəzəriyyəsi, mərkəzi atom ətrafındakı elektron cütlərinin itələməsinə əsaslanaraq molekulların formasını təyin etmək üçün istifadə edilən bir nəzəriyyədir. Bu nəzəriyyəyə görə, elektron cütləri özlərini elə yerləşdirəcəklər ki, aralarındakı itələmə minimuma endirilsin. Bu, molekulun spesifik, proqnozlaşdırıla bilən bir forma almasına səbəb olur. Bu elektron cütlərinə rabitə elektron cütləri (BEP) və tək elektron cütləri (LOP) daxildir.
İstehsal olunan molekulyar formaların bəziləri adətən aşağıdakılardır:
1. Xətti
2. Üçbucaqlı Düzbucaqlı
3. Tetraedrik
4. Üçbucaqlı Bipiramidal
5. Səkkizbucaqlı
6. Əyilmiş (əyilmiş)
7. Tahterevalli
8. T-şəkilli
9. Kvadrat Düzbucaqlı
10. Kvadrat Piramida
Növbəti olaraq, bəzi nümunə suallara və onların müzakirələrinə nəzər salaq.
Nümunə Sual 1: CH4 Molekullarının Formasının Təyin Edilməsi
Sual:
VSEPR nəzəriyyəsindən istifadə edərək metanın (CH4) molekulyar formasını təyin edin.
Müzakirə:
1. Lewis strukturunu təyin edin:
– Mərkəzi atom: C (karbon)
– Karbon atomunun 4 valent elektronu var.
– Hidrogenin hər birində 1 valent elektron var.
– Ümumi valentlik elektronlar = 4 (C) + 4 x 1 (H) = 8 valentlik elektron.
CH4-ün Lüis strukturu mərkəzdə karbon atomu ilə tək (siqma) rabitə əmələ gətirən dörd hidrogen atomu ilə karbon atomunu göstərir. Karbon atomunda tək elektron cütü yoxdur.
2. Elektron Cütlərinin Sayılması:
– PEI: Hamısı birləşdirici elektron cütləri olan 4 rabitə mövcuddur.
– PEB: Tək elektron cütləri yoxdur.
3. Molekulyar Formaların Müəyyən Edilməsi:
– Cəmi 4 PEI və 0 PEB ilə mərkəzi atom ətrafında elektron paylanması itələməni minimuma endirən bir forma alacaq.
– Ən uzaq paylanmaya malik forma tetraedrikdir.
Beləliklə, CH4 molekulunun forması təxminən 109.5 dərəcə bağ bucağı ilə tetrahedraldır.
Nümunə Sual 2: NH3-ün Molekulyar Formasının Təyin Edilməsi
Sual:
VSEPR nəzəriyyəsindən istifadə edərək ammonyakın (NH3) molekulyar formasını təyin edin.
Müzakirə:
1. Lewis strukturunu təyin edin:
– Mərkəzi atom: N (azot).
– Azotun 5 valent elektronu var.
– Hidrogenin hər birində 1 valent elektron var.
– Ümumi valentlik elektronlar = 5 (N) + 3 x 1 (H) = 8 valentlik elektron.
NH3-ün Lüis strukturu mərkəzdə azot, azot atomu ilə tək (siqma) rabitə və azot üzərində tək bir cüt elektron əmələ gətirən üç hidrogen atomu ilə azotu göstərir.
2. Elektron Cütlərinin Sayılması:
– PEI: Hamısı birləşən elektron cütləri olan 3 rabitə mövcuddur.
– PEB: 1 tək elektron cütü var.
3. Molekulyar Formaların Müəyyən Edilməsi:
– Cəmi 3 PEI və 1 PEB ilə mərkəzi atom ətrafında elektron paylanması itələməni minimuma endirən bir forma alacaq.
– Müvafiq paylanmaya malik forma Üçbucaqlı Piramidadır.
Beləliklə, NH3 molekulunun forması, daha güclü tək elektron cütlüyünün itələməsi səbəbindən rabitə bucağı 109.5 dərəcədən bir qədər az olan üçbucaqlı piramida şəklindədir.
Nümunə Sual 3: H2O Molekullarının Formasının Təyin Edilməsi
Sual:
VSEPR nəzəriyyəsindən istifadə edərək su molekulunun (H2O) formasını təyin edin.
Müzakirə:
1. Lewis strukturunu təyin edin:
– Mərkəzi atom: O (oksigen).
– Oksigenin 6 valent elektronu var.
– Hidrogenin hər birində 1 valent elektron var.
– Ümumi valentlik elektronlar = 6 (O) + 2 x 1 (H) = 8 valentlik elektron.
H2O-nun Lüis strukturu mərkəzdə oksigen, oksigen atomu ilə tək (siqma) rabitə və oksigen üzərində iki tək elektron cütü əmələ gətirən iki hidrogen atomu ilə oksigen göstərir.
2. Elektron Cütlərinin Sayılması:
– PEI: Hamısı birləşən elektron cütləri olan 2 rabitə mövcuddur.
– PEB: 2 tək elektron cütü var.
3. Molekulyar Formaların Müəyyən Edilməsi:
– Cəmi 2 PEI və 2 PEB ilə mərkəzi atom ətrafında elektron paylanması itələməni minimuma endirən bir forma alacaq.
– Uyğun paylanmaya malik forma Bent-dir.
Beləliklə, H2O molekulunun forması təxminən 104.5 dərəcəlik bir əlaqə bucağı ilə əyilmişdir.
Nümunə Sual 4: PCl5-in Molekulyar Formasının Təyin Edilməsi
Sual:
VSEPR nəzəriyyəsindən istifadə edərək fosfor pentaxloridinin (PCl5) molekulyar formasını təyin edin.
Müzakirə:
1. Lewis strukturunu təyin edin:
– Mərkəzi atom: P (fosfor).
– Fosforun 5 valent elektronu var.
– Xlorun hər birində 7 valent elektron var.
– Ümumi valentlik elektronlar = 5 (P) + 5 x 7 (Cl) = 40 valentlik elektron.
PCl5-in Lüis strukturu mərkəzdə fosforu göstərir və beş xlor atomu fosfor atomu ilə tək (siqma) rabitə əmələ gətirir. Fosforda tək elektron cütü yoxdur.
2. Elektron Cütlərinin Sayılması:
– PEI: Hamısı birləşən elektron cütləri olan 5 rabitə mövcuddur.
– PEB: Tək elektron cütləri yoxdur.
3. Molekulyar Formaların Müəyyən Edilməsi:
– Cəmi 5 PEI və 0 PEB ilə mərkəzi atom ətrafında elektron paylanması itələməni minimuma endirən bir forma alacaq.
– Müvafiq paylanmaya malik forma Triqonal Bipiramidaldır.
Beləliklə, PCl5 molekulunun forması 90° və 120° rabitə bucaqları olan üçbucaqlı bipiramidaldır.
Nümunə Sual 5: SF6 Molekullarının Formasının Təyin Edilməsi
Sual:
VSEPR nəzəriyyəsindən istifadə edərək kükürd heksafluoridin (SF6) molekulyar formasını təyin edin.
Müzakirə:
1. Lewis strukturunu təyin edin:
– Mərkəzi atom: S (kükürd).
– Kükürdün 6 valent elektronu var.
– Flüorun hər birində 7 valent elektron var.
– Ümumi valentlik elektronlar = 6 (S) + 6 x 7 (F) = 48 valentlik elektron.
SF6-nın Lüis strukturu mərkəzdə kükürd və kükürd atomu ilə tək (siqma) rabitə əmələ gətirən altı flüor atomunu göstərir. Kükürdün üzərində tək elektron cütləri yoxdur.
2. Elektron Cütlərinin Sayılması:
– PEI: Hamısı birləşən elektron cütləri olan 6 rabitə mövcuddur.
– PEB: Tək elektron cütləri yoxdur.
3. Molekulyar Formaların Müəyyən Edilməsi:
– Cəmi 6 PEI və 0 PEB ilə mərkəzi atom ətrafında elektron paylanması itələməni minimuma endirən bir forma alacaq.
– Uyğun paylanmaya malik forma Oktaedrikdir.
Beləliklə, SF6 molekulunun forması 90° rabitə bucağı ilə oktaedrdir.
Nəticə
Molekulyar formanın başa düşülməsi birləşmənin bir çox kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərini izah etmək üçün açardır. VSEPR nəzəriyyəsi, rabitə və tək cütlüklərin hesablamalarına əsaslanaraq onun həndəsəsini proqnozlaşdırmaq üçün effektiv bir yol təqdim edir. Müzakirə olunan hər bir nümunədə proses Lewis strukturunun müəyyən edilməsini, elektron cütlüklərinin hesablanmasını və nəhayət ən uyğun molekulyar formanın müəyyən edilməsini əhatə edir. Mütəmadi təcrübə ilə hər kəs molekulyar formanı təyin etmək üçün VSEPR nəzəriyyəsindən istifadə etməkdə bacarıqlı ola bilər.
