Hvad er det steriske tal?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Det steriske tal er forbundet med en model, der forudsiger formen af ​​polyatomare molekyler eller ioner ; teorien om valensskalelektronparrepulsion (VREPEV) . Modellen er baseret på den elektrostatiske frastødning omkring atomet af valenselektronparrene. Modellens grundlæggende hypotese er, at disse elektroner frastøder hinanden, så de er arrangeret rumligt på en sådan måde, at frastødningen minimeres, og på den måde defineres molekylets geometri. Antallet af valenselektronpar omkring atomet, både dem der deler en binding og dem der ikke gør det, kaldes det steriske tal.

TRePEV-atommodellen er et alternativ til valensbindingsteori, som behandler problemet ved at bestemme energisk tilgængelige orbitaler for at danne bindinger, og også til molekylær orbitalteori, som studerer dannelsen af ​​molekylære orbitaler for at bestemme, hvordan atomer kombineres. danner polyatomiske molekyler eller ioner . TRePEV-modellen er begrænset, da den er en kvalitativ teori, ikke en kvantitativ, begrænset til at opnå molekylære geometrier. På den anden side beskriver TRePEV ikke korrekt mange strukturer af overgangsmetalforbindelser, hvis valens kan tilskrives interaktionen af ​​elektronskallens d- elektroner med ligander, der er mere fjernt fra rækkevidden af ​​de ubundne elektronpar .

Beregning af det steriske tal

Det steriske tal beregnes som summen af ​​de elektronpar, der ikke er bundet til det centrale atom, plus antallet af atomer bundet til det centrale atom . Lad os se nogle eksempler:

  • I tilfælde af metan (CH 4 ) er carbonatomet, som er det centrale atom, bundet til fire hydrogenatomer, og der er intet elektronpar, der ikke er forbundet; derfor er det steriske tal 4. Det geometriske arrangement er tetraedrisk, da der er fire bundne elektronpar. De fire brintatomer er placeret ved hjørnerne af et tetraeder, og bindingsvinklen er 109,5º. Det er et molekyle af typen AB 4 , hvor det centrale atom er A og bogstavet B repræsenterer de andre atomer.
  • Ammoniak (NH 3 ) har også et sterisk tal på 4, som er et resultat af bindingen af ​​nitrogenatomet, det centrale atom, med tre hydrogenatomer, hvilket efterlader et par ubundne elektroner. Den generelle nomenklatur er AB 3E, hvor E repræsenterer det enlige elektronpar. I dette tilfælde er det enlige elektronpar ikke knyttet til et andet atom, men påvirker geometrien på grund af den elektrostatiske frastødning, det genererer. Som i tilfældet med metan er der fire områder med elektrontæthed, og derfor er den generelle orientering tetraedrisk. Men der er kun tre atomer knyttet til det centrale atom, så geometrien er en pyramide med en trekantet base. Molekylets geometri er bestemt af forholdet mellem atomerne, selvom de enlige elektronpar spiller en rolle. Denne indflydelse bestemmer, at selvom HCH-bindingsvinklen er bestemt til 109,5º, er HNH-bindingsvinklen mindre i tilfælde af ammoniak.
  • To andre typiske tilfælde er vandmolekylet og kuldioxidmolekylet. Vand (H 2 O) har oxygen som sit centrale atom, hvortil to hydrogenatomer er knyttet. Ilt har også to enlige elektronpar, så det steriske antal af vand er 4. I tilfælde af kuldioxid (CO 2 ) er der to grupper af dobbeltbindinger mellem kulstof og oxygen, der efterlader ingen elektronpar frie elektroner; derfor er det i sterisk tal 2.

Den følgende tabel viser geometrien af ​​forskellige typer molekyler, mens den følgende figur viser den elektroniske fordeling og geometriske fordeling af AB 2 E 2 type molekyler såsom vand og AB 3 E 1 type molekyler såsom ammoniak.

Molekyle type Form eksempler
AB 1 i _ diatomisk molekyle HF, O2
AB 2 E 0 Lineær BeCl2 , HgCl2 , CO2 _
AB 2 E 1 Kantet NR 2 , SO 2 , O 3
AB 2 E 2 Kantet H2O , OF2 _
AB 2 E 3 Lineær XeF 2 , I 3
AB 3 E 0 flad trekantet BF 3 , CO 3 2- , NO 3 , SO 3
AB 3 E 1 trekantet basepyramide NH3 , PCl3 _
AB 3 E 2 T-formet ClF3 , BrF3 _
AB 4 E 0 tetraedrisk CH 4 , PO 4 3- , SO 4 2-, ClO4
AB 4 E 1 Rocker sf4 _
AB 4 E 2 flad firkant XeF 4
AB 5 E 0 trekantet base bipyramidal PCI 5
AB 5 E 1 kvadratisk grundpyramide ClF5 , BrF5 _
AB 5 E 2 flad femkantet XeF 5
AB 6 E 0 oktaedral SF6 _
AB 6 E 1 femkantet basepyramide XeOF 5 , IOF 5 2-
AB 7 E 0 Pentagonal base bipyramidal HVIS 7
Elektronfordeling, herunder enlige elektronpar i gult (venstre) og geometri, eksklusive enlige par (højre), af AB2E2-lignende molekyler som vand (øverste figurer), og af AB3E1-lignende molekyler som vand. ammoniak (nederste figurer).
Elektronfordeling, herunder enlige elektronpar i gult (venstre) og geometri, eksklusive enlige par (højre), af AB2E2-lignende molekyler som vand (øverste figurer), og af AB3E1-lignende molekyler som vand. ammoniak (nederste figurer).

Springvand

Stephen Stoker. Generel, organisk og biologisk kemi. Cengage Learning, 2009.

https://westendchronicle.com/da/texts/9002-how-to-calculate-a-steric-number

-Reklame-

mm
Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

Artículos relacionados

Flammefarvetesten