입체 번호는 무엇입니까?

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입체 수는 다원자 분자 또는 이온의 모양을 예측하는 모델과 연관됩니다 . 원자가 껍질 전자쌍 반발 이론(VREPEV) . 이 모델은 원자가 전자 쌍의 원자 주위에 정전기적 반발력을 기반으로 합니다. 모델의 기본 가설은 이러한 전자가 서로 반발하므로 반발이 최소화되는 방식으로 공간적으로 배열되고 이러한 방식으로 분자의 기하학이 정의된다는 것입니다. 결합을 공유하는 전자쌍과 공유하지 않는 전자쌍 모두 원자 주변의 원자가 전자쌍의 수를 입체수라고 합니다.

TRePEV 원자 모델은 결합을 형성하기 위해 에너지적으로 접근 가능한 오비탈을 결정하여 문제를 해결하는 원자가 결합 이론과 원자가 결합하는 방식을 결정하기 위해 분자 오비탈의 형성을 연구하는 분자 오비탈 이론의 대안입니다. . TRePEV 모델은 정량적 이론이 아니라 정성적 이론이기 때문에 제한적이며 분자 기하학을 얻는 데 제한이 있습니다. 한편, TRePEV는 전자 껍질의 d 전자 와 결합되지 않은 전자 쌍의 범위에서 더 멀리 떨어져 있는 리간드와의 상호 작용에 기인하는 전이 금속 화합물의 많은 구조를 정확하게 설명하지 못합니다.

입체 수의 계산

입체 수는 중심 원자에 결합되지 않은 전자 쌍과 중심 원자에 결합된 원자 수의 합으로 계산됩니다 . 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.

  • 메탄(CH 4 ) 의 경우 중심 원자인 탄소 원자가 4개의 수소 원자와 연결되어 있고, 연결되지 않은 전자쌍이 없으며; 따라서 입체 수는 4입니다. 기하학적 배열은 4개의 결합된 전자 쌍이 있기 때문에 사면체입니다. 4개의 수소 원자는 정사면체의 정점에 위치하며 결합각은 109.5º입니다. 그것은 중심 원자가 A이고 문자 B가 다른 원자를 나타내는 AB 4 유형 의 분자입니다 .
  • 암모니아(NH 3 )도 입체수 4를 가지며, 이는 중심 원자인 질소 원자가 3개의 수소 원자와 결합하여 결합되지 않은 한 쌍의 전자를 남기는 결과입니다. 일반 명명법은 AB 3 입니다.E, 여기서 E는 고독한 전자쌍을 나타냅니다. 이 경우 고독한 전자쌍은 다른 원자에 부착되지 않지만 생성되는 정전기적 반발력으로 인해 기하학에 영향을 미칩니다. 메탄의 경우와 마찬가지로 전자 밀도에는 4개의 영역이 있으므로 일반적인 방향은 사면체입니다. 그러나 중심 원자에 부착된 원자는 세 개뿐이므로 기하학은 삼각형 밑면이 있는 피라미드의 기하학입니다. 비공유 전자쌍이 역할을 하지만 분자의 기하학은 원자의 관계에 의해 결정됩니다. 이 영향은 HCH 결합각이 109.5º로 결정되지만 암모니아의 경우 HNH 결합각이 더 작다는 것을 결정합니다.
  • 다른 두 가지 전형적인 경우는 물 분자와 이산화탄소 분자입니다. 물(H 2 O)은 두 개의 수소 원자가 결합된 중심 원자로서 산소를 갖는다. 산소도 비공유전자쌍이 2개이므로 물의 입체수는 4 이다 . 따라서 입체 수는 2입니다.

다음 표는 다양한 분자 유형의 기하학을 보여주고, 다음 그림은 같은 AB 2 E 2 유형 분자 및 암모니아와 같은 AB 3 E 1 유형 분자 의 전자 분포 및 기하학적 분포를 보여줍니다.

분자 유형 모양
AB 1 에서 _ 이원자 분자 HF, O2
AB 2 E 0 선의 BeCl2 , HgCl2 , CO2_ _
AB 2 E 1 모난 아니오 2 , SO2 , O3
AB 2 E 2 모난 H2O , OF2_ _
AB 2 E 3 선의 XeF 2 , I 3
AB 3 E 0 평평한 삼각형 BF 3 , CO 3 2- , NO 3 , SO 3
AB 3 E 1 삼각 밑면 피라미드 NH3 , PCl3_ _
AB 3 E 2 T자형 ClF3 , BrF3_ _
AB 4 E 0 사면체 CH4 , PO43- , SO42- _ _ _,ClO 4
AB 4 E 1 흔들리는 것 SF4_ _
AB 4 E 2 평평한 사각형 XeF 4
AB 5 E 0 삼각형 밑면 쌍뿔 PCI 5
AB 5 E 1 정사각형 기본 피라미드 ClF5 , BrF5_ _
AB 5 E 2 평평한 오각형 XeF 5
AB 6 E 0 팔면체 SF6 _
AB 6 E 1 오각형 기본 피라미드 XeOF 5 , IOF 5 2-
AB 7 E 0 오각형 밑면 쌍뿔 IF 7
노란색(왼쪽)의 비공유 전자쌍을 포함한 전자 분포(왼쪽)와 비공유 전자쌍을 제외한 기하학(오른쪽), 물과 같은 AB2E2 유사 분자(상단 그림) 및 물과 같은 AB3E1 유사 분자 암모니아(하단 그림).
노란색(왼쪽)의 비공유 전자쌍을 포함한 전자 분포(왼쪽)와 비공유 전자쌍을 제외한 기하학(오른쪽), 물과 같은 AB2E2 유사 분자(상단 그림) 및 물과 같은 AB3E1 유사 분자 암모니아(하단 그림).

분수

스티븐 스토커. 일반, 유기 및 생물 화학. Cengage 학습, 2009.

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

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

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