หมายเลขสเตอริกคืออะไร?

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


จำนวนสเตอริกเกี่ยวข้องกับแบบจำลองที่ทำนายรูปร่างของโมเลกุลหรือไอออนหลายอะตอม ทฤษฎีการผลักอิเล็กตรอนคู่ของเปลือกเวเลนซ์ (VREPEV ) แบบจำลองนี้อ้างอิงจากแรงผลักไฟฟ้าสถิตรอบๆ อะตอมของเวเลนซ์อิเล็กตรอนคู่หนึ่ง สมมติฐานพื้นฐานของแบบจำลองคืออิเล็กตรอนเหล่านี้ผลักกัน ดังนั้นพวกมันจึงถูกจัดเรียงเชิงพื้นที่ในลักษณะที่ทำให้แรงผลักลดลง และด้วยวิธีนี้ รูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลจะถูกกำหนด จำนวนคู่เวเลนต์อิเล็กตรอนรอบอะตอม ทั้งที่มีพันธะและไม่มีพันธะ เรียกว่า จำนวนสเตอริก

แบบจำลองอะตอมของ TRePEV เป็นอีกทางเลือกหนึ่งของทฤษฎีพันธะวาเลนซ์ซึ่งกล่าวถึงประเด็นนี้โดยการกำหนดออร์บิทัลที่เข้าถึงได้ด้วยพลังงานเพื่อสร้างพันธะและรวมถึงทฤษฎีออร์บิทัลของโมเลกุลซึ่งศึกษาการก่อตัวของออร์บิทัลของโมเลกุลเพื่อพิจารณาว่าอะตอมรวมตัวกันอย่างไร การก่อตัวเป็นโมเลกุลหลายอะตอมหรือไอออน . แบบจำลอง TRePEV นั้นมีจำกัด เนื่องจากเป็นทฤษฎีเชิงคุณภาพ ไม่ใช่เชิงปริมาณ จึงจำกัดอยู่ที่การได้มาซึ่งรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุล ในทางกลับกัน TRePEV อธิบายโครงสร้างหลายอย่างของสารประกอบโลหะทรานซิชันไม่ถูกต้อง ซึ่งเวเลนซ์เป็นผลมาจากอันตรกิริยาของอิเล็กตรอนdของเปลือกอิเล็กตรอนกับลิแกนด์ที่อยู่ห่างจากช่วงของอิเล็กตรอนคู่นอกพันธะมากกว่า

การคำนวณจำนวนสเตอริก

จำนวนสเตอริกคำนวณเป็นผลรวมของคู่อิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับกับอะตอมกลาง บวกกับจำนวนของอะตอมที่จับกับอะตอมกลาง มาดูตัวอย่างกัน:

  • ในกรณีของมีเทน (CH 4 ) อะตอมของคาร์บอนซึ่งเป็นอะตอมกลางเชื่อมโยงกับอะตอมของไฮโดรเจน 4 อะตอม และไม่มีอิเล็กตรอนคู่ใดที่ไม่เชื่อมโยงกัน ดังนั้น จำนวนสเตอริกคือ 4 การจัดเรียงทางเรขาคณิตคือ เตตระฮีดรัล เนื่องจากมีอิเล็กตรอนคู่พันธะสี่คู่ อะตอมของไฮโดรเจนทั้งสี่อยู่ในตำแหน่งที่จุดยอดของจัตุรมุข และมุมพันธะคือ 109.5º เป็นโมเลกุลประเภท AB 4โดยที่อะตอมกลางคือ A และตัวอักษร B แทนอะตอมอื่นๆ
  • แอมโมเนีย (NH 3 ) มีจำนวนสเตอริกเป็น 4 ซึ่งเป็นผลมาจากพันธะของอะตอมไนโตรเจน อะตอมกลาง กับอะตอมของไฮโดรเจน 3 อะตอม ทำให้เหลืออิเล็กตรอนคู่หนึ่งที่ไม่ได้ผูกมัดไว้ ระบบการตั้งชื่อทั่วไปคือ AB 3E โดยที่ E แทนอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวจะไม่ติดกับอะตอมอื่น แต่จะส่งผลต่อรูปทรงเรขาคณิตเนื่องจากแรงผลักไฟฟ้าสถิตที่อะตอมสร้างขึ้น ในกรณีของมีเธน ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนมีสี่บริเวณ ดังนั้นการวางแนวทั่วไปจึงเป็นรูปทรงสี่หน้า แต่มีเพียงสามอะตอมที่ติดอยู่กับอะตอมกลาง ดังนั้นรูปทรงเรขาคณิตจึงเป็นพีระมิดที่มีฐานเป็นรูปสามเหลี่ยม รูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ของอะตอม แม้ว่าอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวจะมีบทบาท อิทธิพลนี้กำหนดว่า แม้ว่ามุมพันธะ HCH จะถูกกำหนดที่ 109.5º แต่ในกรณีของแอมโมเนีย มุมพันธะ HNH จะน้อยกว่า
  • อีกสองกรณีทั่วไปคือโมเลกุลของน้ำและโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ (H 2 O) มีออกซิเจนเป็นอะตอมกลางซึ่งมีไฮโดรเจน 2 อะตอมติดอยู่ ออกซิเจนยังมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวอีก 2 คู่ ดังนั้นจำนวนสเตอริกของน้ำคือ 4 ในกรณีของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 )จะมีพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนกับออกซิเจนอยู่ 2 กลุ่ม โดยไม่มีอิเล็กตรอนคู่อิสระ ดังนั้นในจำนวนสเตอริกจึงเป็น 2

ตารางต่อไปนี้แสดงรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลประเภทต่างๆ ในขณะที่รูปต่อ ไปนี้แสดงการกระจายตัวทางอิเล็กทรอนิกส์และการกระจายเชิงเรขาคณิตของโมเลกุลประเภท AB 2 E 2 เช่นน้ำ และ โมเลกุลประเภท AB 3 E 1เช่น แอมโมเนีย

ประเภทโมเลกุล รูปร่าง ตัวอย่าง
เอบี1อิน_ โมเลกุลไดอะตอม HF, O2
เอบี2อี0 เชิงเส้น BeCl2 , HgCl2 , CO2 _
เอบี2อี1 เชิงมุม ฉบับที่2 , ดังนั้น2 , O 3
เอบีทูอี2 เชิงมุม เอชทูโอ, OF2 _
เอบี2อี3 เชิงเส้น XeF 2 , I 3
เอบี3อี0 สามเหลี่ยมแบน BF 3 , CO 3 2- , NO 3 , SO 3
เอบี3อี1 พีระมิดฐานสามเหลี่ยม NH3 , PCl3 _
เอบี3อี2 รูปตัว T ClF3 , BrF3 _
เอบี4อี0 จัตุรมุข 4 , ป4 3- , สอ4 2-,ClO 4
เอบี4อี1 ร็อคเกอร์ เอสเอฟ4 _
เอบี4อี2 สี่เหลี่ยมแบน เอกซ์เอฟ4
เอบี5อี0 พีระมิดฐานสามเหลี่ยม พีซีไอ5
เอบี5อี1 พีระมิดฐานสี่เหลี่ยม ClF5 , BrF5 _
เอบี5อี2 ห้าเหลี่ยมแบน XeF 5
เอบี6อี0 แปดด้าน SF6 _
เอบี61 พีระมิดฐานห้าเหลี่ยม XeOF 5 , ไอโอเอฟ5 2-
เอบี7อี0 พีระมิดฐานห้าเหลี่ยม ไอเอฟ7
การกระจายอิเล็กตรอน รวมถึงอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวในสีเหลือง (ซ้าย) และรูปทรงเรขาคณิต ไม่รวมคู่โดด (ขวา) ของโมเลกุลคล้าย AB2E2 เหมือนน้ำ (ภาพบน) และโมเลกุลคล้าย AB3E1 เช่นน้ำ แอมโมเนีย (รูปล่าง)
การกระจายอิเล็กตรอน รวมถึงอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวในสีเหลือง (ซ้าย) และรูปทรงเรขาคณิต ไม่รวมคู่โดด (ขวา) ของโมเลกุลคล้าย AB2E2 เหมือนน้ำ (ภาพบน) และโมเลกุลคล้าย AB3E1 เช่นน้ำ แอมโมเนีย (รูปล่าง)

น้ำพุ

สตีเฟน สโตกเกอร์. เคมีทั่วไป เคมีอินทรีย์และชีวภาพ การเรียนรู้ Cengage, 2009.

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

-โฆษณา-

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

Artículos relacionados