Tabla de Contenidos
Ο ηλεκτρονικός τομέας αναφέρεται στην περιοχή του χώρου γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου στην οποία είναι πιο πιθανό να βρεθούν ηλεκτρόνια σθένους , είτε συνδεδεμένα ηλεκτρόνια είτε ελεύθερα (μη κοινόχρηστα) ηλεκτρόνια σθένους.
Οι ηλεκτρονικοί τομείς μπορεί να περιλαμβάνουν το χώρο στον οποίο βρίσκεται ένα μεμονωμένο μη κοινόχρηστο ηλεκτρόνιο, όπως στην περίπτωση των ελεύθερων ριζών. ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων. ή μπορεί ακόμη και να περιέχουν ένα ή περισσότερα ζεύγη ηλεκτρονίων σύνδεσης, όπως στην περίπτωση πολλαπλών ομοιοπολικών δεσμών.
Σημασία ηλεκτρονικών τομέων
Η γνώση ή η ικανότητα πρόβλεψης της θέσης και του προσανατολισμού στον χώρο των ηλεκτρονικών τομέων είναι μεγάλης σημασίας για τους χημικούς. Αρχικά, αυτό μας επιτρέπει να γνωρίζουμε τη μοριακή γεωμετρία , καθώς υποδεικνύει πού βρίσκονται τα άτομα που συνδέονται με ένα κεντρικό άτομο. Δηλαδή, η γνώση των ηλεκτρονικών περιοχών μας επιτρέπει να προβλέψουμε το σχήμα των μορίων και τις σχετικές θέσεις των διαφορετικών ομάδων ή ατόμων που το αποτελούν.
Εκτός από αυτό, οι ηλεκτρονικοί τομείς καθιστούν επίσης δυνατή την πρόβλεψη πολλών πτυχών της αντιδραστικότητας των μορίων. Για παράδειγμα, η γνώση του προσανατολισμού ενός μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων βοηθά τους χημικούς να κατανοήσουν πώς αντιδρούν οι βάσεις Lewis και γιατί αντιδρούν με τον συγκεκριμένο προσανατολισμό με τον οποίο αντιδρούν και όχι με κάποιον άλλο.
Τέλος, ο αριθμός των ηλεκτρονικών περιοχών ενός συγκεκριμένου ατόμου καθιστά δυνατή την πρόβλεψη ή τον καθορισμό του τύπου υβριδισμού που πρέπει να έχει ένα άτομο σε ένα δεδομένο μόριο. Αυτό είναι πολύ πρακτικό για να μπορέσουμε να καθορίσουμε τους τύπους τροχιακών που εμπλέκονται στο σχηματισμό χημικών δεσμών σύμφωνα με τη θεωρία του δεσμού σθένους.
Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, οι δεσμοί σχηματίζονται από επικαλυπτόμενα ατομικά τροχιακά στα οποία βρίσκονται τα ηλεκτρόνια σθένους των συνδεδεμένων ατόμων. Οι ηλεκτρονικοί τομείς μας επιτρέπουν να προβλέψουμε ποια από αυτά τα ατομικά τροχιακά θα πρέπει να εμπλέκονται.
Δομές Lewis και Θεωρία Απώθησης ζεύγους ηλεκτρονίων σθένους (VTRPE)
Όπως αναφέρθηκε πριν από λίγο, ο προσανατολισμός των ηλεκτρονικών περιοχών μπορεί να προβλεφθεί και μαζί με αυτόν, η μοριακή γεωμετρία, ο υβριδισμός, ακόμη και η αντιδραστικότητα ενός μορίου μπορούν να προβλεφθούν ταυτόχρονα. Αυτή η πρόβλεψη βασίζεται σε δύο θεμελιώδεις πτυχές της μοριακής δομής:
- Η δομή του Lewis.
- The Theory of Repulsion of the Pairs of Valence Electrons (TRPEV).
Κατασκευές Lewis
Η δομή Lewis είναι μια γραφική αναπαράσταση των ατόμων που αποτελούν ένα μόριο μαζί με όλα τα ηλεκτρόνια σθένους τους. Σύμφωνα με τη θεωρία που προτείνει ο Lewis, τα άτομα συνδυάζονται για να περιβληθούν με οκτώ ηλεκτρόνια και έτσι αποκτούν την ηλεκτρονική διαμόρφωση του κελύφους σθένους των ευγενών αερίων (κοινώς ονομάζεται κανόνας οκτάδας). Αυτό αντιπροσωπεύει μια από τις πιο σημαντικές βάσεις για την πρόβλεψη του τρόπου κατανομής των ηλεκτρονίων σε ένα μόριο. Επιπλέον, μας επιτρέπει να προβλέψουμε ποια άτομα συνδέονται μεταξύ τους και με ποιους τύπους δεσμών.
Η δομή Lewis επιτρέπει σε κάποιον να προσδιορίσει άμεσα πόσες ηλεκτρονικές περιοχές έχει κάθε άτομο σε ένα μόριο. Για παράδειγμα, στο μόριο του νερού, η δομή Lewis έχει ένα κεντρικό άτομο οξυγόνου που περιβάλλεται από δύο άτομα υδρογόνου και συνδέεται με αυτά μέσω απλών ομοιοπολικών δεσμών.
Επιπλέον, έχει δύο ζεύγη μη κοινών ελεύθερων ηλεκτρονίων, έτσι ώστε, συνολικά, να έχει 4 ηλεκτρονικά πεδία.
Η θεωρία της απώθησης των ζευγών ηλεκτρονίων σθένους (TRPEV)
Αν και η δομή Lewis μας λέει πόσες ηλεκτρονικές περιοχές έχει ένα άτομο σε ένα μόριο, δεν μας λέει πώς είναι προσανατολισμένοι στο διάστημα. Για αυτό βασιζόμαστε στο TRPEV.
Αυτή είναι μια πολύ απλή θεωρία για να γίνει κατανοητή. Δηλώνει ότι, λόγω της απώθησης που δημιουργείται από τα ίσα φορτία τους, τα ηλεκτρόνια σθένους θα προσπαθούν πάντα να απομακρυνθούν το ένα από το άλλο όσο το δυνατόν περισσότερο. Για το λόγο αυτό, σε ένα άτομο που έχει μόνο δύο ηλεκτρονικά πεδία, θα είναι προσανατολισμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να δείχνουν προς αντίθετες κατευθύνσεις σχηματίζοντας γωνία 180°. Εάν και οι δύο περιοχές αντιστοιχούν σε ηλεκτρόνια σύνδεσης, τότε αυτό θα δημιουργήσει ένα γραμμικό μόριο.
Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τους τρόπους με τους οποίους οι διαφορετικοί αριθμοί ηλεκτρονικών περιοχών κατανέμονται γύρω από το κεντρικό άτομο, καθώς και ο αντίστοιχος υβριδισμός και οι διαφορετικές μοριακές γεωμετρίες ανάλογα με τον αριθμό των περιοχών δέσμευσης.
Αριθμός ηλεκτρονικών τομέων | Διανομή | Παραγωγή μικτών γενών | γενικός τύπος | μοριακή γεωμετρία | Παράδειγμα |
1 | – | – | ΑΕ | – | έχω |
2 | Γραμμική (180°) | sp | ΑΕ 2 | – | – |
2 | Γραμμική (180°) | sp | ΤΣΕΚΟΥΡΙ | Γραμμικός | CO |
2 | Γραμμική (180°) | sp | AX 2 | Γραμμικός | CO2 _ |
3 | τριγωνικό επίπεδο | sp 2 | ΑΕ 3 | – | |
3 | τριγωνικό επίπεδο | sp 2 | AX 2 | Γραμμικός | |
3 | τριγωνικό επίπεδο | sp 2 | AX 2 E | Γωνιακή (<120°) | |
3 | τριγωνικό επίπεδο | sp 2 | AX 3 | Τριγωνικό επίπεδο (120°) | CO 3 2- |
4 | τετράεδρος | sp 3 | ΑΕ 4 | – | – |
4 | τετράεδρος | sp 3 | AX 3 | Γραμμικός | HCl |
4 | τετράεδρος | sp 3 | AX 2 E 2 | Γωνιακή (<109,5°) | H2O _ _ |
4 | τετράεδρος | sp 3 | AX 3E _ | Τριγωνική πυραμιδική (<109,5°) | NH3 _ |
4 | τετράεδρος | sp 3 | AX 4 | τετραεδρικό (109,5°) | CH 4 |
5 | τριγωνική διπυραμίδα | sp 3d _ | AX 5 | Τριγωνικό διπυραμιδικό (120° και 90°) | FAQ 5 |
6 | οκτάεδρος | sp 3 d 2 | AX 6 | Οκτάεδρος (90°) | SF6 _ |
βιβλιογραφικές αναφορές
ΑΤΟΜΟΣ. (2020, 22 Απριλίου). Θεωρία δεσμού σθένους (VB) . Φυσική και χημεία. https://lafisicayquimica.com/teoria-del-enlace-de-valencia-vb/
Borrás, JJ (sf). Μοριακές δομές: Μοντέλο VSPR (RPSEV) . JJ Borras. https://www.uv.es/borrasj/EQEM_web_page/temas/tema_5/VSEPR.pdf
Chang, R. (2002). Physical Chemistry (1st ed .). ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ MCGRAW HILL.
Πώς να αναγνωρίσετε μια περιοχή ηλεκτρονίων; (ν). Ο Άλεφ. https://aleph.org.mx/como-identificar-un-dominio-de-electrones
Ορισμός τομέα ηλεκτρονίων και θεωρία VSEPR – Ενδιαφέρον – 2021 . (ν). ΛεςΚανάρης. https://us.leskanaris.com/3397-electron-domain-definition-and-vsepr-theory.html