Молекулалык формаларды талкуулоо боюнча мисал суроолор
Pengantar
Химия - заттын жүрүм-турумун жана ал башынан өткөргөн өзгөрүүлөрдү изилдөө. Химиядагы маанилүү түшүнүктөрдүн бири - молекулярдык форманы түшүнүү. Молекулярдык форма кошулмалардын эрүү температурасы, кайноо температурасы жана буу басымы сыяктуу физикалык жана химиялык касиеттерине таасир этет. Молекулярдык форма ошол кошулмаларда жүрүүчү химиялык реакцияларды аныктоодо да маанилүү ролду ойнойт. Молекулярдык форманы түшүндүрүү үчүн эң көп колдонулган теория - VSEPR (Валенттик кабык электрондук жуп түртүү) теориясы. Бул макалада биз молекулярдык формага байланыштуу бир нече мисал маселелерди жана аларды чечүү үчүн VSEPR теориясын кантип колдонсо болорун талкуулайбыз.
VSEPR теориясы
VSEPR теориясы - борбордук атомдун айланасындагы электрондук жуптардын түртүлүшүнө негизделген молекулалардын формасын аныктоо үчүн колдонулган теория. Бул теорияга ылайык, электрон жуптары алардын ортосундагы түртүлүш минималдаштырылгандай кылып жайгашат. Бул молекуланын белгилүү бир, алдын ала айтууга боло турган формага келишине алып келет. Бул электрондук жуптарга байланыштыруучу электрон жуптары (BEP) жана жалгыз электрон жуптары (LOP) кирет.
Өндүрүлгөн молекулярдык формалардын айрымдары адатта төмөнкүлөр:
1. Сызыктуу
2. Үч бурчтуу тегиздик
3. Тетраэдр
4. Үч бурчтуу бипирамидалдык
5. Октаэдрдик
6. Ийилген (ийилген)
7. Талант
8. Т-формасындагы
9. Чарчы тегиздик
10. Чарчы пирамида
Андан кийин, кээ бир мисал суроолорду жана алардын талкууларын карап көрөлү.
1-мисал суроо: CH4 молекулаларынын формасын аныктоо
Суроо:
VSEPR теориясын колдонуп, метандын (CH4) молекулярдык формасын аныктагыла.
Талкуу:
1. Льюис түзүмүн аныктаңыз:
– Борбордук атом: C (көмүртек)
– Көмүртек атомунун 4 валенттик электрону бар.
– Суутектин ар биринин 1 валенттик электрону бар.
– Жалпы валенттүүлүк электрондору = 4 (C) + 4 x 1 (H) = 8 валенттүүлүк электрондору.
CH4түн Льюис түзүлүшү борборунда көмүртекти көрсөтөт, ал жерде төрт суутек атому көмүртек атому менен бир (сигма) байланыш түзүшөт. Көмүртек атомунда бир гана электрон жуптары жок.
2. Электрон жуптарын эсептөө:
– PEI: 4 байланыш бар, алардын баары байланыштыруучу электрондук жуптар.
– PEB: Жалгыз электрондук жуптар жок.
3. Молекулалык формаларды аныктоо:
– Жалпысынан 4 PEI жана 0 PEB болгондо, борбордук атомдун айланасындагы электрондордун таралышы түртүүнү минималдаштырган формага келет.
– Эң алыскы таралышындагы форма - тетраэдр.
Ошентип, CH4 молекуласынын формасы тетраэдрдик, байланыш бурчу болжол менен 109.5 градус.
2-мисал суроо: NH3 молекуласынын формасын аныктоо
Суроо:
VSEPR теориясын колдонуп, аммиактын (NH3) молекулярдык формасын аныктагыла.
Талкуу:
1. Льюис түзүмүн аныктаңыз:
– Борбордук атом: N (азот).
– Азоттун 5 валенттик электрону бар.
– Суутектин ар биринин 1 валенттик электрону бар.
– Жалпы валенттүүлүк электрондору = 5 (N) + 3 x 1 (H) = 8 валенттүүлүк электрондору.
NH3түн Льюис түзүлүшү борбордо азотту көрсөтөт, анын үстүндө үч суутек атому азот атому менен бир (сигма) байланыштарды жана азоттун үстүндө бир жалгыз электрон жубун түзөт.
2. Электрон жуптарын эсептөө:
– PEI: 3 байланыш бар, алардын баары байланышуучу электрондук жуптар.
– PEB: 1 жалгыз электрондук жуп бар.
3. Молекулалык формаларды аныктоо:
– Жалпысынан 3 PEI жана 1 PEB болгондо, борбордук атомдун айланасындагы электрондордун таралышы түртүүнү минималдаштырган формага келет.
– Тийиштүү бөлүштүрүүгө ээ болгон форма - үч бурчтуу пирамида.
Ошентип, NH3 молекуласынын формасы күчтүү жалгыз электрондук жуптун түртүлүшүнө байланыштуу байланыш бурчу 109.5 градустан бир аз азыраак болгон тригоналдык пирамида сымал.
3-мисал суроо: H2O молекулаларынын формасын аныктоо
Суроо:
VSEPR теориясын колдонуп, суу молекуласынын (H2O) формасын аныктагыла.
Талкуу:
1. Льюис түзүмүн аныктаңыз:
– Борбордук атом: O (кычкылтек).
– Кычкылтектин 6 валенттик электрону бар.
– Суутектин ар биринин 1 валенттик электрону бар.
– Жалпы валенттүүлүк электрондору = 6 (O) + 2 x 1 (H) = 8 валенттүүлүк электрондору.
H2Oнун Льюис түзүлүшү борборунда кычкылтекти көрсөтөт, анда эки суутек атому кычкылтек атому менен бир (сигма) байланыштарды жана кычкылтектин үстүндө эки жалгыз электрон жубун түзөт.
2. Электрон жуптарын эсептөө:
– PEI: 2 байланыш бар, алардын баары байланышуучу электрондук жуптар.
– PEB: 2 жалгыз электрондук жуп бар.
3. Молекулалык формаларды аныктоо:
– Жалпысынан 2 PEI жана 2 PEB болгондо, борбордук атомдун айланасындагы электрондордун таралышы түртүүнү минималдаштырган формага келет.
– Тиешелүү бөлүштүрүүгө ээ болгон форма - ийилген.
Ошентип, H2O молекуласынын формасы болжол менен 104.5 градус байланыш бурчу менен ийилген.
4-мисал суроо: PCl5тин молекулярдык формасын аныктоо
Суроо:
VSEPR теориясын колдонуп, фосфор пентахлоридинин (PCl5) молекулярдык формасын аныктагыла.
Талкуу:
1. Льюис түзүмүн аныктаңыз:
– Борбордук атом: P (фосфор).
– Фосфордун 5 валенттик электрону бар.
– Хлордун ар биринде 7 валенттик электрон бар.
– Жалпы валенттүүлүк электрондору = 5 (P) + 5 x 7 (Cl) = 40 валенттүүлүк электрондору.
PCl5тин Льюис түзүлүшү борборунда фосфорду көрсөтөт, ал эми беш хлор атому фосфор атому менен бир (сигма) байланыш түзүшөт. Фосфордо жалгыз электрон жуптары жок.
2. Электрон жуптарын эсептөө:
– PEI: 5 байланыш бар, алардын баары байланышуучу электрондук жуптар.
– PEB: Жалгыз электрондук жуптар жок.
3. Молекулалык формаларды аныктоо:
– Жалпысынан 5 PEI жана 0 PEB болгондо, борбордук атомдун айланасындагы электрондордун таралышы түртүүнү минималдаштырган формага келет.
– Тийиштүү бөлүштүрүлүшү бар форма - бул тригоналдык бипирамидалдык.
Ошентип, PCl5 молекуласынын формасы тригоналдык бипирамида болуп, байланыш бурчтары 90° жана 120°.
5-мисал суроо: SF6 молекулаларынын формасын аныктоо
Суроо:
VSEPR теориясын колдонуп, күкүрт гексафторидинин (SF6) молекулярдык формасын аныктагыла.
Талкуу:
1. Льюис түзүмүн аныктаңыз:
– Борбордук атом: S (күкүрт).
– Күкүрттүн 6 валенттик электрону бар.
– Фтордун ар биринде 7 валенттик электрон бар.
– Жалпы валенттүүлүк электрондору = 6 (S) + 6 x 7 (F) = 48 валенттүүлүк электрондору.
SF6нын Льюис түзүлүшү борборунда күкүрттү көрсөтөт, ал эми алты фтор атому күкүрт атому менен бир (сигма) байланыш түзүшөт. Күкүрттө бир гана электрон жуптары жок.
2. Электрон жуптарын эсептөө:
– PEI: 6 байланыш бар, алардын баары байланышуучу электрондук жуптар.
– PEB: Жалгыз электрондук жуптар жок.
3. Молекулалык формаларды аныктоо:
– Жалпысынан 6 PEI жана 0 PEB болгондо, борбордук атомдун айланасындагы электрондордун таралышы түртүүнү минималдаштырган формага келет.
– Тийиштүү бөлүштүрүүгө ээ болгон форма октаэдрдик.
Демек, SF6 молекуласынын формасы октаэдрдик, байланыш бурчу 90°.
Корутунду
Молекулярдык форманы түшүнүү кошулманын көптөгөн химиялык жана физикалык касиеттерин түшүндүрүүдө маанилүү. VSEPR теориясы байланыштарды жана жалгыз жуптарды эсептөөгө негизделген анын геометриясын алдын ала айтуу үчүн натыйжалуу ыкманы камсыз кылат. Талкууланган ар бир мисалда процесс Льюис түзүлүшүн аныктоону, электрондук жуптарды эсептөөнү жана акырында эң ылайыктуу молекулярдык форманы аныктоону камтыйт. Үзгүлтүксүз машыгуу менен ар бир адам VSEPR теориясын колдонуп, молекулярдык форманы аныктоодо чебер боло алат.
