Differenza tra geometria elettronica e geometria molecolare
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Differenza principale - Geometria elettronica vs Geometria molecolare
La geometria di una molecola determina la reattività, la polarità e l'attività biologica di quella molecola. La geometria di una molecola può essere fornita come geometria dell'elettrone o geometria molecolare. La teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion theory) può essere utilizzata per determinare le geometrie delle molecole. La geometria degli elettroni include le coppie di elettroni solitari presenti in una molecola. La geometria molecolare può essere determinata dal numero di legami che ha una particolare molecola. La principale differenza tra la geometria elettronica e la geometria molecolare è quella la geometria dell'elettrone si trova prendendo sia coppie di elettroni solitari che legami in una molecola, mentre la geometria molecolare si trova usando solo i legami presenti nella molecola.
Aree chiave coperte
1. Cos'è la geometria elettronica
- Definizione, identificazione, esempi
2. Cos'è la geometria molecolare
- Definizione, identificazione, esempi
3. Cosa sono le geometrie delle molecole
- Grafico esplicativo
4. Qual è la differenza tra geometria elettronica e geometria molecolare
- Confronto tra le principali differenze
Termini chiave: Geometria elettronica, Coppia di elettroni solidi, Geometria molecolare, Teoria VSEPR
Cos'è la geometria elettronica
La geometria elettronica è la forma di una molecola prevista considerando sia le coppie di elettroni di legame che le coppie di elettroni solitari. La teoria VSEPR afferma che le coppie di elettroni posizionate attorno a un determinato atomo si respingono a vicenda. Queste coppie di elettroni possono essere o elettroni di legame o elettroni non leganti.
La geometria elettronica fornisce la disposizione spaziale di tutti i legami e le coppie solitarie di una molecola. La geometria degli elettroni può essere ottenuta usando la teoria VSEPR.
Come determinare la geometria elettronica
Di seguito sono riportati i passaggi utilizzati in questa determinazione.
- Prevedere l'atomo centrale della molecola. Dovrebbe essere l'atomo più elettronegativo.
- Determina il numero di elettroni di valenza nell'atomo centrale.
- Determina il numero di elettroni donati da altri atomi.
- Calcola il numero totale di elettroni attorno all'atomo centrale.
- Dividi quel numero da 2. Questo dà il numero di gruppi di elettroni presenti.
- Detrarre il numero di singoli legami presenti attorno all'atomo centrale dal numero steric ottenuto sopra. Questo dà il numero di coppie di elettroni solitari presenti nella molecola.
- Determina la geometria dell'elettrone.
Esempi
Geometria elettronica di CH4
Atomo centrale della molecola = C
Numero di elettroni di valenza di C = 4
Numero di elettroni donati da atomi di idrogeno = 4 x (H)
= 4 x 1 = 4
Numero totale di elettroni attorno a C = 4 + 4 = 8
Numero di gruppi di elettroni = 8/2 = 4
Numero di singole obbligazioni presenti = 4
Numero di coppie di elettroni solitari = 4 - 4 = 0
Pertanto, la geometria dell'elettrone = tetrahedral
Figura 1: Geometria elettronica di CH4
Geometria dell'ammoniaca (NH3)
Atomo centrale della molecola = N
Numero di elettroni di valenza di N = 5
Numero di elettroni donati da atomi di idrogeno = 3 x (H)
= 3 x 1 = 3
Numero totale di elettroni attorno a N = 5 + 3 = 8
Numero di gruppi di elettroni = 8/2 = 4
Numero di singoli legami presenti = 3
Numero di coppie di elettroni solitari = 4 - 3 = 1
Pertanto, la geometria dell'elettrone = tetrahedral
Figura 2: Geometria elettronica dell'ammoniaca
Geometria elettronica di AlCl3
Atomo centrale della molecola = Al
Numero di elettroni di valenza di Al = 3
Numero di elettroni donati da atomi di Cl = 3 x (Cl)
= 3 x 1 = 3
Numero totale di elettroni attorno a N = 3 + 3 = 6
Numero di gruppi di elettroni = 6/2 = 3
Numero di singoli legami presenti = 3
Numero di coppie di elettroni solitari = 3 - 3 = 0
Pertanto, la geometria dell'elettrone = trigonale planare
Figura 3: Geometria elettronica di AlCl3
A volte, la geometria degli elettroni e la geometria molecolare sono uguali. Questo perché solo gli elettroni di legame vengono considerati nella determinazione della geometria in assenza di coppie di elettroni solitari.
Cos'è la geometria molecolare
La geometria molecolare è la forma di una molecola prevista considerando solo coppie di elettroni di legame. In questo caso, le coppie di elettroni solitari non vengono prese in considerazione. Inoltre, i doppi legami e i tripli sono considerati come obbligazioni singole. Le geometrie sono determinate sulla base del fatto che le coppie di elettroni solitari hanno bisogno di più spazio rispetto alle coppie di elettroni di legame. Ad esempio, se una determinata molecola è composta da due coppie di elettroni di legame insieme a una coppia solitaria, la geometria molecolare non è lineare. La geometria è "piegata o angolare" perché la coppia di elettroni solitari richiede più spazio di due coppie di elettroni di legame.
Esempi di geometria molecolare
Geometria molecolare di H2O
Atomo centrale della molecola = O
Numero di elettroni di valenza di O = 6
Numero di elettroni donati da atomi di idrogeno = 2 x (H)
= 2 x 1 = 2
Numero totale di elettroni attorno a N = 6 + 2 = 8
Numero di gruppi di elettroni = 8/2 = 4
Numero di coppie di elettroni solitari = 2
Numero di singoli legami presenti = 4 - 2 = 2
Pertanto, geometria elettronica = Bent
Figura 4: geometria molecolare di H2O
Geometria molecolare dell'ammoniaca (NH3)
Atomo centrale della molecola = N
Numero di elettroni di valenza di N = 5
Numero di elettroni donati da atomi di idrogeno = 3 x (H)
= 3 x 1 = 3
Numero totale di elettroni attorno a N = 5 + 3 = 8
Numero di gruppi di elettroni = 8/2 = 4
Numero di coppie di elettroni solitari = 1
Numero di singoli legami presenti = 4 - 1 = 3
Pertanto, geometria elettronica = piramide trigonale
Figura 5: struttura a sfera e stecca per molecola di ammoniaca
La geometria dell'elettrone dell'ammoniaca è tetraedrica. Ma la geometria molecolare dell'ammoniaca è la piramide trigonale.
Geometria delle molecole
Il seguente grafico mostra alcune geometrie di molecole in base al numero di coppie di elettroni presenti.
| Numero di coppie di elettroni | Numero di coppie di elettroni di legame | Numero di coppie di elettroni solitari | Geometria elettronica | Geometria molecolare |
| 2 | 2 | 0 | Lineare | Lineare |
| 3 | 3 | 0 | Trigonal planare | Trigonal planare |
| 3 | 2 | 1 | Trigonal planare | piegato |
| 4 | 4 | 0 | tetrahedral | tetrahedral |
| 4 | 3 | 1 | tetrahedral | Piramide trigonale |
| 4 | 2 | 2 | tetrahedral | piegato |
| 5 | 5 | 0 | Trigonale bypyramidal | Trigonale bypyramidal |
| 5 | 4 | 1 | Trigonale bypyramidal | Altalena |
| 5 | 3 | 2 | Trigonale bypyramidal | T-shaped |
| 5 | 2 | 3 | Trigonale bypyramidal | Lineare |
| 6 | 6 | 0 | Ottaedrico | Ottaedrico |
Figura 6: Geometrie di base di molecole
La tabella sopra mostra le geometrie di base delle molecole. La prima colonna di geometrie mostra geometrie di elettroni. Altre colonne mostrano geometrie molecolari inclusa la prima colonna.
Differenza tra geometria elettronica e geometria molecolare
Definizione
Geometria elettronica: La geometria elettronica è la forma di una molecola prevista considerando sia le coppie di elettroni di legame che le coppie di elettroni solitari.
Geometria molecolare: La geometria molecolare è la forma di una molecola prevista considerando solo coppie di elettroni di legame.
Coppie di elettroni solitari
Geometria elettronica: Le coppie di elettroni solitari vengono prese in considerazione quando si trova la geometria dell'elettrone.
Geometria molecolare: Le coppie di elettroni solitari non sono considerate quando si trova la geometria molecolare.
Numero di coppie di elettroni
Geometria elettronica: Il numero di coppie di elettroni totali dovrebbe essere calcolato per trovare la geometria dell'elettrone.
Geometria molecolare: Il numero di coppie di elettroni di legame dovrebbe essere calcolato per trovare la geometria molecolare.
Conclusione
La geometria degli elettroni e la geometria molecolare sono gli stessi quando non ci sono coppie di elettroni solitari sull'atomo centrale. Ma se ci sono coppie di elettroni solitari sull'atomo centrale, la geometria dell'elettrone differisce sempre dalla geometria molecolare. Pertanto, la differenza tra geometria elettronica e geometria molecolare dipende da coppie di elettroni solitari presenti in una molecola.
Riferimenti:
1. "Geometria molecolare". N., n. Web. Disponibile qui. 27 luglio 2017.
2. "Teoria VSEPR". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 24 luglio 2017. Web. Disponibile qui. 27 luglio 2017.
Cortesia dell'immagine:
1. "Metano-2D-piccolo" (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
2. "Ammonia-2D-flat" di Benjah-bmm27 - Opera propria (di dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
3. "AlCl3" di Dailly Anthony - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. "H2O Lewis Structure PNG" di Daviewales - Opera propria (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
5. "Ammonia-3D-palle-A" di Ben Mills - Opera propria (dominio pubblico) via Commons Wikimedia
6. "Geometrie VSEPR" di Dr. Regina Frey, Washington University di St. Louis - Opera privata, dominio pubblico) via Commons Wikimedia
