Mikä on steerinen numero?

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


Steerinen luku liittyy malliin, joka ennustaa polyatomisten molekyylien tai ionien muodon ; valenssikuoren elektroniparin repulsion teoria (VREPEV) . Malli perustuu valenssielektroniparien sähköstaattiseen hylkimiseen atomin ympärillä. Mallin perusolettamuksena on, että nämä elektronit hylkivät toisiaan, joten ne on järjestetty spatiaalisesti siten, että repulsio minimoidaan ja näin molekyylin geometria määritellään. Atomin ympärillä olevien valenssielektroniparien lukumäärää, sekä niitä, joilla on yhteinen sidos, että niitä, joilla ei ole, kutsutaan steeriseksi numeroksi.

TRePEV-atomimalli on vaihtoehto valenssisidosteorialle, joka käsittelee ongelmaa määrittämällä energeettisesti saavutettavia kiertoradat sidosten muodostamiseksi, ja myös molekyyliratateorialle, joka tutkii molekyyliratojen muodostumista määrittääkseen, kuinka atomit yhdistyvät. muodostaen polyatomisia molekyylejä tai ioneja. . TRePEV-malli on rajoitettu, koska se on kvalitatiivinen teoria, ei kvantitatiivinen, vaan rajoittuu molekyyligeometrioiden saamiseen. Toisaalta TRePEV ei kuvaa oikein monia siirtymämetalliyhdisteiden rakenteita, joiden valenssi johtuu elektronikuoren d- elektronien vuorovaikutuksesta ligandien kanssa, jotka ovat kauempana sitoutumattomien elektroniparien alueelta.

Steerisen luvun laskeminen

Steerinen luku lasketaan keskusatomiin sitoutumattomien elektroniparien summana plus keskusatomiin sitoutuneiden atomien lukumäärä . Katsotaanpa joitain esimerkkejä:

  • Metaanin (CH 4 ) tapauksessa hiiliatomi, joka on keskeinen atomi, on kytketty neljään vetyatomiin, eikä ole olemassa elektroniparia, joka ei olisi liittynyt; siksi steerinen luku on 4. Geometrinen järjestely on tetraedrinen, koska elektroneja on neljä sidottua paria. Neljä vetyatomia sijaitsevat tetraedrin kärjessä, ja sidoskulma on 109,5º. Se on AB 4 -tyyppinen molekyyli , jossa keskusatomi on A ja kirjain B edustaa muita atomeja.
  • Ammoniakin (NH 3 ) steerinen luku on myös 4, mikä johtuu typpiatomin, keskusatomin, sitoutumisesta kolmeen vetyatomiin, jolloin jäljelle jää pari sitoutumattomia elektroneja. Yleinen nimikkeistö on AB 3E, jossa E edustaa yksinäistä elektroniparia. Tässä tapauksessa yksinäinen elektronipari ei ole kiinnittynyt toiseen atomiin, vaan vaikuttaa geometriaan sen synnyttämän sähköstaattisen hylkimisen vuoksi. Kuten metaanin tapauksessa, elektronitiheysalueita on neljä, ja siksi yleinen orientaatio on tetraedrinen. Mutta keskusatomiin on kiinnittynyt vain kolme atomia, joten geometria on pyramidin kolmiopohjainen geometria. Molekyylin geometria määräytyy atomien suhteen, vaikka yksinäisillä elektronipareilla on rooli. Tämä vaikutus määrää, että vaikka HCH-sidoskulma on määritetty 109,5º, ammoniakin tapauksessa HNH-sidoskulma on pienempi.
  • Kaksi muuta tyypillistä tapausta ovat vesimolekyyli ja hiilidioksidimolekyyli. Veden (H2O ) keskusatomina on happi, johon on kiinnittynyt kaksi vetyatomia. Happessa on myös kaksi yksinäistä elektroniparia, joten veden steerinen luku on 4. Hiilidioksidin (CO 2 ) tapauksessa hiilen ja hapen välillä on kaksi kaksoissidosryhmää, eivätkä jätä elektroniparia vapaat elektronit; siksi steerisessä numerossa se on 2.

Seuraavassa taulukossa on esitetty erityyppisten molekyylien geometria, kun taas seuraava kuva esittää AB 2 E 2 -tyypin molekyylien, kuten veden , ja AB 3 E 1 -tyyppisten molekyylien , kuten ammoniakin, elektronisen jakauman ja geometrisen jakauman.

Molekyylityyppi Muoto esimerkkejä
AB 1 in _ kaksiatominen molekyyli HF, O2
AB 2 E 0 Lineaarinen BeCl2 , HgCl2 , CO2_ _
AB 2 E 1 Kulmikas NO 2 , SO 2 , O 3
AB 2 E 2 Kulmikas H2O , OF2_ _
AB 2 E 3 Lineaarinen XeF 2 , I 3
AB 3 E 0 litteä kolmiomainen BF 3 , CO 3 2- , NO 3 , SO 3
AB 3 E 1 kolmionmuotoinen pohjapyramidi NH3 , PCl3_ _
AB 3 E 2 T-muotoinen ClF3 , BrF3_ _
AB 4 E 0 tetraedrinen CH 4 , PO 4 3- , SO 4 2-,ClO 4
AB 4 E 1 Rokkari sf4_ _
AB 4 E 2 tasainen neliö XeF 4
AB 5 E 0 kolmiopohjainen bipyramidaalinen PCI 5
AB 5 E 1 neliömäinen pohjapyramidi ClF5 , BrF5_ _
AB 5 E 2 litteä viisikulmainen XeF 5
AB 6 E 0 oktaedri SF6_ _
AB 6 E 1 viisikulmainen pohjapyramidi XeOF 5 , IOF 5 2-
AB 7 E 0 Viisikulmainen pohja bipyramidimainen JOS 7
Elektronien jakautuminen, mukaan lukien yksittäiset elektroniparit keltaisessa (vasemmalla) ja geometriassa, pois lukien yksinäiset parit (oikealla), AB2E2:n kaltaiset molekyylit, kuten vesi (yläkuvat) ja AB3E1:n kaltaiset molekyylit, kuten vesi, ammoniakki (alakuvat).
Elektronien jakautuminen, mukaan lukien yksittäiset elektroniparit keltaisessa (vasemmalla) ja geometriassa, pois lukien yksinäiset parit (oikealla), AB2E2:n kaltaiset molekyylit, kuten vesi (yläkuvat) ja AB3E1:n kaltaiset molekyylit, kuten vesi, ammoniakki (alakuvat).

Suihkulähde

Stephen Stoker. Yleinen, orgaaninen ja biologinen kemia. Cengage Learning, 2009.

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

-Mainos-

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

Artículos relacionados

Liekin väritesti