7.4: Molekyler med ensamma par

VSEPR-teorin kan förklara och förutsäga formerna hos molekyler som innehåller ensamma par. I ett sådant fall anses de ensamma paren liksom de bindande paren stöta bort och undvika varandra. Eftersom det till exempel finns två bindningar i SnCl2-molekylen kan man förvänta sig att den är linjär som BeCl2. Om vi ritar Lewisdiagrammet finner vi dock ett ensamstående par samt två bindningspar i Sn-atomens valensskal:

Ett ensamstående par påverkar också strukturen hos ammoniak, NH3. Eftersom denna molekyl lyder oktettregeln är N-atomen omgiven av fyra elektronpar:

Om alla dessa par var likvärdiga skulle vi förvänta oss att vinkeln mellan dem skulle vara den regelbundna tetraedervinkeln 109,5°. Experimentellt har man funnit att vinkeln är något mindre, nämligen 107°. Återigen beror detta på att det ensamma paret är ”fetare” än de bindande paren och kan pressa dem närmare varandra.

Figur \(\PageIndex{1}\): Jämförelse av elektronmolnen för ett ensamstående par och ett bindningspar. (a) Det ensamma elektronparet på kvävet i en ammoniakmolekyl. (b) Ett av de tre bindningselektronparen i ammoniakmolekylen. Gränslinjer som omsluter lika stora andelar av varje elektronmoln har ritats in. Observera att det ensamma paret (a) tar mer plats (är ”fetare”) nära kvävekärnan än bindningsparet (b).

Elektronstrukturen för H2O-molekylen liknar den för NH3 med undantag för att ett bindningspar har ersatts av ett ensamt par:

Figur \(\PageIndex{2}\). Återigen, på grund av att de förekommer ofta, är det klokt att memorera dem. Observera särskilt att en molekyls form beskrivs i termer av kärnornas geometri och inte av elektronmolnen. NH3-molekylens form beskrivs till exempel som en trigonal pyramid, eftersom N-kärnan bildar pyramidens topp, något ovanför en liksidig triangel av H-kärnor. Även om elektronparmolnen är ordnade i en ungefärlig tetraeder runt N-kärnan är det felaktigt att beskriva molekylens form som tetraedrisk. Atomkärnorna ligger inte i hörnen av en tetraeder.

Exempel \(\PageIndex{1}\) : Molekylär geometri

Skissa och beskriv geometrin för följande molekyler: (a) GaCl3, (b) AsCl3 och (c) AsOCl3.

Lösning

a) Eftersom grundämnet gallium tillhör grupp III har det tre valenselektroner. Lewisdiagrammet för GaCl3 är således

Då det finns tre bindningspar och inga ensamma par runt Ga-atomen, drar vi slutsatsen att de tre Cl-atomerna är trigonalt arrangerade och att alla fyra atomerna befinner sig i samma plan.

b) Arsenik tillhör grupp V och har därför fem valenselektroner. Lewisstrukturen för AsCl3 är således

Då ett ensamstående par är närvarande är formen på denna molekyl en trigonal pyramid, med As-kärnan en bit ovanför en liksidig triangel av Cl-kärnor.

c) Lewisdiagrammet för AsOCl3 liknar det för AsCl3.

Figur \(\PageIndex{2}\) : Ordningen av elektronpar och formerna på molekyler som innehåller ensamstående par. Bindningspar är markerade i färg och har avsiktligt gjorts mycket tunna för att ge en schematisk effekt. Ensamma par är markerade i grått. Observera att geometrin hos dessa molekyler beskrivs i termer av kärnorna och inte av elektronparen; den beskrivs i termer av de boll- och stavdiagram som visas i figuren.

Då det finns fyra bindningspar är molekylen tetraedrisk. Skisser av var och en av dessa molekyler är

VSEPR-teorin kan också tillämpas på molekyler som innehåller fem och sex par valenceelektroner, varav några är ensamma par. Vi har inte inkluderat sådana arter här eftersom majoriteten av föreningarna faller in i de kategorier som vi har beskrivit.

Medverkande

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

Medverkande

Similar Posts

Hur blir jag av med mina torra händer?

TRENDIR

Lämna ett svar Avbryt svar