電子ドメインとTRPEVの定義

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電子ドメインとは、結合電子または自由 (共有されていない) 価電子のいずれかである価電子が最も見られる可能性が高い、原子核の周囲の空間領域を指します。

電子ドメインは、フリーラジカルの場合のように、単一の非共有電子が配置されている空間を含むことができます。共有されていない電子対。または、複数の共有結合の場合のように、結合電子の 1 つまたは複数のペアを含むことさえあります。

電子ドメインの重要性

電子ドメインの空間における位置と方向を知ること、または予測できることは、化学者にとって非常に重要です。まず、中心原子に結合している原子がどこにあるかを示すので、分子の幾何学を知ることができます。つまり、電子ドメインを知ることで、分子の形状と、それを構成するさまざまなグループまたは原子の相対位置を予測できます。

これに加えて、電子ドメインは、分子の反応性の多くの側面を予測することも可能にします。たとえば、孤立電子対の方向を知ることは、化学者がルイス塩基がどのように反応するか、およびそれらが反応する特定の方向で反応し、別の方向ではなく反応する理由を理解するのに役立ちます。

最後に、特定の原子の電子ドメインの数により、特定の分子内で原子が持つ必要があるハイブリダイゼーションのタイプを予測または確立することができます。これは、原子価結合理論に従って化学結合の形成に関与する軌道のタイプを確立できるようにするために非常に実用的です。

この理論によると、結合は、結合した原子の価電子が位置する原子軌道が重なり合うことによって形成されます。電子ドメインにより、これらの原子軌道のどれが関与するかを予測できます。

ルイス構造と価電子対反発理論 (VTRPE)

先ほど述べたように、電子ドメインの方向を予測できるため、分子の形状、ハイブリダイゼーション、分子の反応性さえも同時に予測できます。この予測は、分子構造の 2 つの基本的な側面に基づいています。

  • ルイス構造。
  • 価電子対の反発の理論 (TRPEV)。

ルイス構造

ルイス構造は、分子を構成する原子とそのすべての価電子をグラフィカルに表現したものです。ルイスが提唱した理論によると、原子は結合して8個の電子で囲まれ、希ガスの原子価殻の電子配置を獲得します(一般にオクテット規則と呼ばれます)。これは、分子内で電子がどのように共有されているかを予測するための最も重要な基礎の 1 つです。さらに、どの原子がどのような種類の結合で互いに結合しているかを予測することができます。

ルイス構造により、分子内の各原子が持つ電子ドメインの数を直接決定できます。たとえば、水分子では、ルイス構造は、2 つの水素原子に囲まれた中央の酸素原子を持ち、単一の共有結合によって結合されています。

さらに、共有されていない自由電子のペアが 2 つあるため、合計で 4 つの電子ドメインがあります。

価電子対の反発の理論 (TRPEV)

ルイス構造は、分子内の原子がいくつの電子ドメインを持っているかを教えてくれますが、それらが空間でどのように配向しているかは教えてくれません. このために、私たちは TRPEV に依存しています。

これは理解するのが非常に簡単な理論です。それは、それらの等しい電荷によって生成された反発のために、価電子は常に互いに可能な限り離れようとする. このため、2 つの電子ドメインしか持たない原子では、それらは反対方向を指し、180° の角度を形成するように配向されます。両方のドメインが電子の結合に対応する場合、これは線状分子を生じさせます。

次の表は、さまざまな数の電子ドメインが中心原子の周りに分布する方法、および結合ドメインの数に応じたそれぞれのハイブリダイゼーションとさまざまな分子形状をまとめたものです。

電子ドメイン数 分布 ハイブリダイゼーション 一般式 分子構造
1 AE 私は持っている
2 直線 (180°) sp AE2 _
2 直線 (180°) sp 線形 CO
2 直線 (180°) sp 2 線形 CO2 _
3 三角面 SP2 _ AE3 _  
3 三角面 SP2 _ 2 線形  
3 三角面 SP2 _ AX2E _ _ 角度 (<120°)  
3 三角面 SP2 _ 3 三角面(120°) CO 3 2-
4 四面体 sp3 _ AE4 _
4 四面体 sp3 _ 3 線形 塩酸
4 四面体 sp3 _ AX2E2 _ _ _ 角度 (<109.5°) H2O _ _
4 四面体 sp3 _ AX3E_ _ _ 三角錐 (<109.5°) NH3 _
4 四面体 sp3 _ 4 四面体 (109.5°) チャンネル4
5 三角両錐 sp 3d _ 5 両三角錐 (120° および 90°) よくある質問5
6 八面体 sp 3 d 2 AX6 _ 八面体 (90°) SF6 _

参考文献

アトモス。(2020年4月22日)。原子価結合 (VB) 理論。物理学と化学。https://lafisicayquimica.com/teoria-del-enlace-de-valencia-vb/

ボラス、JJ(sf)。分子構造: VSPR モデル (RPSEV) . JJボラス。https://www.uv.es/borrasj/EQEM_web_page/temas/tema_5/VSEPR.pdf

チャン、R. (2002)。物理化学(第1)。MCGRAW ヒル教育。

電子ドメインを識別する方法は? (nd)。アレフ。https://aleph.org.mx/como-identificar-un-dominio-de-electrones

電子領域の定義と VSEPR 理論 – 興味深い – 2021 . (nd)。レスカナリス。https://us.leskanaris.com/3397-electron-domain-definition-and-vsepr-theory.html

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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