Пример прашања што дискутираат за молекуларни форми
Пенгантар
Хемијата е проучување на однесувањето на материјата и промените што ги претрпува. Еден важен концепт во хемијата е разбирањето на молекуларната форма. Молекуларната форма влијае на физичките и хемиските својства на соединенијата, како што се точката на топење, точката на вриење и притисокот на пареа. Молекуларната форма, исто така, игра клучна улога во одредувањето на хемиските реакции што се случуваат во тие соединенија. Најчесто користената теорија за објаснување на молекуларната форма е теоријата VSEPR (Отфрлање на паровите електронски валентни обвивки). Во оваа статија, ќе разгледаме неколку примери на проблеми што вклучуваат молекуларна форма и како теоријата VSEPR може да се примени за нивно решавање.
Теорија на VSEPR
Теоријата VSEPR е теорија што се користи за одредување на обликот на молекулите врз основа на одбивањето на електронските парови околу централниот атом. Според оваа теорија, електронските парови ќе се распоредат на таков начин што одбивањето меѓу нив е минимизирано. Ова предизвикува молекулата да добие специфична, предвидлива форма. Овие електронски парови вклучуваат сврзувачки електронски парови (BEP) и осамени електронски парови (LOP).
Некои од произведените молекуларни форми се обично:
1. Линеарен
2. Тригонален рамнински
3. Тетраедарски
4. Тригонална бипирамидална
5. Октаедарски
6. Свиткано (свиткано)
7. Пила
8. Во облик на Т-форма
9. Квадратен рамнински
10. Квадратна пирамидална
Потоа, да разгледаме неколку примерни прашања и нивните дискусии.
Пример за прашање 1: Одредување на обликот на молекулите на CH4
Прашање:
Определете го молекуларниот облик на метанот (CH4) користејќи ја теоријата на VSEPR.
Пембахасан:
1. Определете ја Луисовата структура:
– Централен атом: C (јаглерод)
– Јаглеродот има 4 валентни електрони.
– Секој од водородите има по 1 валентен електрон.
– Вкупно валентни електрони = 4 (C) + 4 x 1 (H) = 8 валентни електрони.
Луисовата структура на CH4 покажува јаглерод во центарот со четири атоми на водород кои формираат единечни (сигма) врски со јаглеродниот атом. Нема осамени парови електрони на јаглеродниот атом.
2. Броење на електронски парови:
– PEI: Постојат 4 врски, од кои сите се сврзувачки електронски парови.
– PEB: Не постојат осамени електронски парови.
3. Идентификување на молекуларни облици:
– Со вкупно 4 PEI и 0 PEB, распределбата на електроните околу централниот атом ќе добие форма што ја минимизира одбивноста.
– Формата со најоддалечена распределба е тетраедарска.
Значи, обликот на молекулата CH4 е тетраедарски со агол на врска од околу 109.5 степени.
Пример за прашање 2: Одредување на молекуларната форма на NH3
Прашање:
Определете го молекуларниот облик на амонијак (NH3) користејќи ја теоријата на VSEPR.
Пембахасан:
1. Определете ја Луисовата структура:
– Централен атом: N (азот).
– Азотот има 5 валентни електрони.
– Секој од водородите има по 1 валентен електрон.
– Вкупно валентни електрони = 5 (N) + 3 x 1 (H) = 8 валентни електрони.
Луисовата структура на NH3 покажува азот во центарот со три атоми на водород кои формираат единечни (сигма) врски со атомот на азот и еден осамен пар електрони на азот.
2. Броење на електронски парови:
– PEI: Постојат 3 врски, од кои сите се сврзувачки електронски парови.
– PEB: Постои 1 осамен електронски пар.
3. Идентификување на молекуларни облици:
– Со вкупно 3 PEI и 1 PEB, распределбата на електроните околу централниот атом ќе добие форма што ја минимизира одбивноста.
– Обликот со соодветна распределба е тригонална пирамидална.
Значи, обликот на молекулата NH3 е тригонален пирамидален со агол на врската малку помал од 109.5 степени поради одбивањето од посилниот осамен електронски пар.
Пример за прашање 3: Одредување на обликот на молекулите на H2O
Прашање:
Определете го обликот на молекулата на водата (H2O) користејќи ја теоријата VSEPR.
Пембахасан:
1. Определете ја Луисовата структура:
– Централен атом: O (кислород).
– Кислородот има 6 валентни електрони.
– Секој од водородите има по 1 валентен електрон.
– Вкупно валентни електрони = 6 (O) + 2 x 1 (H) = 8 валентни електрони.
Луисовата структура на H2O покажува кислород во центарот со два атоми на водород кои формираат единечни (сигма) врски со атомот на кислород и два осамени пара електрони на кислородот.
2. Броење на електронски парови:
– PEI: Постојат 2 врски, од кои сите се сврзувачки електронски парови.
– PEB: Постои 2 осамен електронски пар.
3. Идентификување на молекуларни облици:
– Со вкупно 2 PEI и 2 PEB, распределбата на електроните околу централниот атом ќе добие форма што ја минимизира одбивноста.
– Обликот со соодветна распределба е Свиткан.
Значи, обликот на молекулата H2O е свиткан со агол на врска од околу 104.5 степени.
Пример прашање 4: Одредување на молекуларната форма на PCl5
Прашање:
Определете го молекуларниот облик на фосфор пентахлорид (PCl5) користејќи ја теоријата на VSEPR.
Пембахасан:
1. Определете ја Луисовата структура:
– Централен атом: P (фосфор).
– Фосфорот има 5 валентни електрони.
– Секој од хлорот има 7 валентни електрони.
– Вкупно валентни електрони = 5 (P) + 5 x 7 (Cl) = 40 валентни електрони.
Луисовата структура на PCl5 покажува фосфор во центарот со пет атоми на хлор кои формираат единечни (сигма) врски со атомот на фосфор. Нема осамени парови електрони на фосфорот.
2. Броење на електронски парови:
– PEI: Постојат 5 врски, од кои сите се сврзувачки електронски парови.
– PEB: Не постојат осамени електронски парови.
3. Идентификување на молекуларни облици:
– Со вкупно 5 PEI и 0 PEB, распределбата на електроните околу централниот атом ќе добие форма што ја минимизира одбивноста.
– Обликот со соодветна распределба е тригонална бипирамидална.
Значи, обликот на молекулата PCl5 е тригонален бипирамидален со агли на врската од 90° и 120°.
Пример прашање 5: Одредување на обликот на молекулите на SF6
Прашање:
Определете го молекуларниот облик на сулфур хексафлуорид (SF6) користејќи ја теоријата на VSEPR.
Пембахасан:
1. Определете ја Луисовата структура:
– Централен атом: S (сулфур).
– Сулфурот има 6 валентни електрони.
– Секој од флуорот има 7 валентни електрони.
– Вкупно валентни електрони = 6 (S) + 6 x 7 (F) = 48 валентни електрони.
Луисовата структура на SF6 покажува сулфур во центарот со шест атоми на флуор кои формираат единечни (сигма) врски со атомот на сулфур. Нема осамени парови електрони на сулфурот.
2. Броење на електронски парови:
– PEI: Постојат 6 врски, од кои сите се сврзувачки електронски парови.
– PEB: Не постојат осамени електронски парови.
3. Идентификување на молекуларни облици:
– Со вкупно 6 PEI и 0 PEB, распределбата на електроните околу централниот атом ќе добие форма што ја минимизира одбивноста.
– Обликот со соодветна распределба е октаедарски.
Значи, обликот на молекулата SF6 е октаедарски со агол на врска од 90°.
Заклучок
Разбирањето на молекуларната форма е клучно за објаснување на многу хемиски и физички својства на соединението. Теоријата VSEPR обезбедува ефикасен начин за предвидување на неговата геометрија врз основа на пресметки на сврзувачки и осамени парови. Во секој од дискутираните примери, процесот вклучува одредување на Луисовата структура, пресметување на електронските парови и конечно идентификување на најсоодветната молекуларна форма. Со редовна практика, секој може да стане вешт во користењето на теоријата VSEPR за одредување на молекуларната форма.
