'
Articles

7.4: Molekyler med ensomme par

author
2 minutes, 59 seconds Read

VSEPR-teorien er i stand til at forklare og forudsige formen af molekyler, som indeholder ensomme par. I et sådant tilfælde anses de ensomme par såvel som de bindende par for at frastøde og undgå hinanden. Da der f.eks. er to bindinger i SnCl2-molekylet, kan man forvente, at det vil være lineært som BeCl2. Hvis vi tegner Lewis-diagrammet, finder vi imidlertid et lone pair såvel som to bindingspar i Sn-atomets valensskal:

Figur \(\PageIndex{1}\).

Et lone pair påvirker også strukturen af ammoniak, NH3. Da dette molekyle adlyder oktetreglen, er N-atomet omgivet af fire elektronpar:

Hvis disse par alle var ækvivalente, ville vi forvente, at vinklen mellem dem ville være den regelmæssige tetraedriske vinkel på 109,5°. Eksperimentelt viser det sig, at vinklen er noget mindre, nemlig 107°. Dette skyldes igen, at det ensomme par er “tykkere” end bindingsparrene og er i stand til at presse dem tættere sammen.

Figur \(\PageIndex{1}\): Sammenligning af elektronskyerne for et ensomt par og et bindingspar. (a) Det lone elektronpar på nitrogenet i et ammoniakmolekyle. (b) Et af de tre bindingselektronpar i ammoniakmolekylet. Der er tegnet grænselinjer, som omslutter lige store procentdele af hver elektronsky. Bemærk, at det ensomme par (a) fylder mere (er “federe”) i nærheden af nitrogenkernen end det bindende par (b).

Den elektroniske struktur i H2O-molekylet svarer til NH3-molekylets, bortset fra at det ene bindende par er erstattet af et ensomme par:

Figur \(\PageIndex{2}\). Igen er det på grund af deres hyppige forekomst klogt at huske disse. Bemærk især, at et molekyls form beskrives ud fra kernes geometri og ikke ud fra elektronskyernes geometri. F.eks. beskrives NH3-molekylets form som en trigonal pyramide, da N-kernen danner toppen af en pyramide, lidt over en ligesidet trekant af H-kerner. Selv om elektronparskyerne er anbragt i et omtrentligt tetraeder omkring N-kernen, er det forkert at beskrive molekylets form som tetraedrisk. Atomkernerne befinder sig ikke i hjørnerne af et tetraeder.

Eksempel \(\PageIndex{1}\) : Molekylær geometri

Skitsér og beskriv geometrien af følgende molekyler: (a) GaCl3, (b) AsCl3 og (c) AsOCl3.

Løsning

a) Da grundstoffet gallium tilhører gruppe III, har det tre valenselektroner. Lewis-diagrammet for GaCl3 er således

Da der er tre bindingspar og ingen ensomme par omkring Ga-atomet, konkluderer vi, at de tre Cl-atomer er anbragt trigonalt, og at alle fire atomer er i samme plan.

b) Arsen hører til gruppe V og har derfor fem valenselektroner. Lewis-strukturen for AsCl3 er således

Da der er et enkeltpar til stede, er formen af dette molekyle en trigonal pyramide, hvor As-kernen ligger lidt over en ligesidet trekant af Cl-kerner.

c) Lewis-diagrammet for AsOCl3 ligner det for AsCl3.

Figur \(\PageIndex{2}\) : Anordningen af elektronpar og formen af molekyler, der indeholder lone par. Bindingspar er angivet i farve og er med vilje gjort meget tynde af hensyn til den diagrammatiske effekt. Lone par er angivet med grå farve. Bemærk, at disse molekylers geometri er beskrevet ud fra kerner og ikke ud fra elektronparrene; den er beskrevet ud fra de kugle- og stavdiagrammer, der er vist i figuren.
Da der er fire bindingspar, er molekylet tetraedrisk. Skitser af hvert af disse molekyler er

VSEPR-teorien kan også anvendes på molekyler, der indeholder fem og seks valenselektronpar, hvoraf nogle er ensomme par. Vi har ikke medtaget sådanne arter her, fordi størstedelen af forbindelserne falder ind under de kategorier, vi har beskrevet.

Medvirkende

  • Ed Vitz (Kutztown University), John W. Moore (UW-Madison), Justin Shorb (Hope College), Xavier Prat-Resina (University of Minnesota Rochester), Tim Wendorff og Adam Hahn.

Similar Posts

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.