Wiązania chemiczne
Kształt cząsteczek — metoda VSEPR
Hybrydyzacja, VSEPR i geometria cząsteczek
Metoda VSEPR przewiduje geometrię na podstawie odpychania obszarów elektronowych wokół atomu centralnego. Wiązanie pojedyncze, podwójne i potrójne liczy się jako jeden obszar, a wolne pary odpychają silniej niż wiążące.
Hybrydyzacja sp odpowiada geometrii liniowej, sp² trygonalnej płaskiej, a sp³ tetraedrycznej dla układu czterech obszarów. Obecność wolnych par zmienia kształt cząsteczki, ale nie podstawową geometrię obszarów elektronowych.
Wiązanie σ powstaje przez nakładanie czołowe i umożliwia obrót wokół wiązania pojedynczego. Wiązanie π wynika z bocznego nakładania orbitali i ogranicza swobodny obrót.
- CO₂: AX₂, liniowy, sp.
- BF₃: AX₃, trygonalny płaski, sp².
- CH₄: AX₄, tetraedr, sp³.
- NH₃: AX₃E, piramida trygonalna; H₂O: AX₂E₂, kątowa.
Schemat: Hybrydyzacja, VSEPR i geometria cząsteczek
Budowa cząsteczki połączona z jej właściwościami.
Podstawa programowa: III.4
Najczęstsze błędy
„Wiązanie podwójne liczy się w VSEPR jako dwa obszary”
Poprawnie: Każde połączenie między atomem centralnym i sąsiednim to jeden obszar elektronowy.
„Hybrydyzacja i kształt cząsteczki są zawsze identyczne”
Poprawnie: Hybrydyzacja opisuje geometrię obszarów, a wolne pary mogą zmienić nazwę kształtu cząsteczki.
Zadania z odpowiedziami
1. Kształt NH₃
Wyznacz geometrię i hybrydyzację atomu N w NH₃.
- 1.Policz trzy wiązania i jedną wolną parę.
- 2.Rozpoznaj cztery obszary elektronowe.
- 3.Podaj sp³ i kształt piramidy trygonalnej.
Odpowiedź
Atom N ma hybrydyzację sp³, geometria obszarów jest tetraedryczna, a kształt cząsteczki — piramida trygonalna.
2. Zadanie: Hybrydyzacja, VSEPR i geometria cząsteczek
Rozwiąż zadanie lub uzasadnij właściwość związaną z częścią „Hybrydyzacja, VSEPR i geometria cząsteczek”.
- 1.Zapisz cząstki, wzór albo równanie.
- 2.Uwzględnij warunki i bilans.
- 3.Podaj wynik lub wniosek wraz z uzasadnieniem.
Odpowiedź
Metoda VSEPR przewiduje geometrię na podstawie odpychania obszarów elektronowych wokół atomu centralnego. Wiązanie pojedyncze, podwójne i potrójne liczy się jako jeden obszar, a wolne pary odpychają silniej niż wiążące. Hybrydyzacja sp odpowiada geometrii liniowej, sp² trygonalnej płaskiej, a sp³ tetraedrycznej dla układu czterech obszarów. Obecność wolnych par zmienia kształt cząsteczki, ale nie podstawową geometrię obszarów elektronowych. CO₂: AX₂, liniowy, sp. BF₃: AX₃, trygonalny płaski, sp².
Podsumowanie
- BF₃: AX₃, trygonalny płaski, sp².
- Metoda VSEPR przewiduje geometrię na podstawie odpychania obszarów elektronowych wokół atomu centralnego. Wiązanie pojedyncze, podwójne i potrójne liczy się jako jeden obszar, a wolne pary odpychają silniej niż wiążące.
- CO₂: AX₂, liniowy, sp.
Słownik pojęć
- VSEPR
- Model odpychania par elektronowych powłoki walencyjnej.
- Hybrydyzacja
- Model mieszania orbitali atomowych w równocenne orbitale hybrydowe.
- Wiązanie π
- Wiązanie powstałe przez boczne nakładanie orbitali.