Keemias tähistab elektronide domeen üksikute paaride arvu või võlakiri asukohad molekulis kindla aatomi ümber. Elektrondomeene võib nimetada ka elektronrühmadeks. Võlakirja asukoht ei sõltu sellest, kas võlakiri on ühe-, kahe- või kolmikside.
Peamised võtmed: elektronide domeen
- Aatomi elektronide domeen on seda ümbritsevate üksikute paaride või keemiliste sidemete asukohtade arv. See tähistab nende kohtade arvu, milles eeldatakse elektronide olemasolu.
- Teades molekulis oleva aatomi elektronide domeeni, saate ennustada selle geomeetriat. Selle põhjuseks on see, et elektronid jaotavad aatomi ümber, et minimeerida üksteisega tõrjumist.
- Elektronide tõrjumine pole ainus tegur, mis mõjutab molekulaarset geomeetriat. Elektrone meelitatakse positiivselt laetud tuumadesse. tuumadomakorda tõrjuvad üksteist.
Valence Shelli elektronide paaride tõrjumisteooria
Kujutage ette, kuidas siduda kaks õhupalli otstes kokku. Õhupallid tõrjuvad üksteist automaatselt. Lisage kolmas õhupall ja sama juhtub nii, et seotud otsad moodustavad võrdkülgse kolmnurga. Lisage neljas õhupall ja seotud otsad orienteeruvad ümber neljakandilise kujuga.
Sama nähtus toimub elektronidega. Elektronid tõrjuvad üksteist, nii et kui nad paigutatakse üksteise lähedusse, organiseeruvad nad automaatselt kuju, mis minimeerib nende seas tõrjumist. Seda nähtust kirjeldatakse kui VSEPR-i ehk Valence Shell-elektronide paaride tõrjumist.
Elektronides kasutatakse domeeni VSEPR teooria molekuli molekulaarse geomeetria määramiseks. Tavaliselt näidatakse ühendavate elektronide paaride arv suurtähega X, arv üksikelektronide paarid suurtähe E ja molekuli keskse aatomi jaoks suurtäht A (AXnEm). Molekulaarse geomeetria ennustamisel pidage meeles, et elektronid püüavad tavaliselt maksimaalset kaugust üksteisest saavutada muud, kuid neid mõjutavad muud jõud, näiteks positiivselt laetud lähedus ja suurus tuum.
Näiteks CO2 on tsentraalse süsinikuaatomi ümber kaks elektrondomeeni. Iga kaksikside on üks elektrondomeen.
Elektronide domeenide seos molekulaarse kujuga
Arv elektron domeenid näitavad nende kohtade arvu, millelt võite oodata elektronide leidmist keskse aatomi ümber. See omakorda seostub molekuli eeldatava geomeetriaga. Kui molekuli kesk aatomi ümber kirjeldamiseks kasutatakse elektrondomeeni paigutust, võib seda nimetada molekuli elektrondomeeni geomeetriaks. Aatomite paigutus ruumis on molekulaarne geomeetria.
Molekulide, nende elektronide domeeni geomeetria ja molekulaarse geomeetria näited hõlmavad:
- AX2 - Kahe elektroniga domeenistruktuur tekitab lineaarse molekuli, mille elektronrühmad asuvad 180 kraadi kaugusel. Sellise geomeetriaga molekuli näiteks on CH2= C = CH2, millel on kaks H2C-C-sidemed, mis moodustavad 180-kraadise nurga. Süsinikdioksiid (CO2) on veel üks lineaarne molekul, mis koosneb kahest O-C sidemest, mis asuvad 180 kraadi kaugusel.
- AX2E ja AX2E2 - Kui elektronide domeene on kaks ja üks või kaks üksikut elektronide paari, võib molekul olla painutatud geomeetria. Üksikud elektronide paarid annavad molekuli kujule olulise panuse. Kui on üks üksik paar, on tulemuseks trigonaalne tasapinnaline kuju, kaks üksike paari aga tetraedrilist kuju.
- AX3 - Kolme elektrondomeeni süsteem kirjeldab molekuli trigonaalset tasapinnalist geomeetriat, kus neli aatomit on paigutatud üksteise suhtes kolmnurkade moodustamiseks. Nurgad on kuni 360 kraadi. Sellise konfiguratsiooniga molekuli näiteks on boortrifluoriid (BF3), millel on kolm F-B-sidet, millest igaüks moodustab 120-kraadise nurga.
Elektrondomeenide kasutamine molekulaarse geomeetria leidmiseks
Molekulaarse geomeetria ennustamiseks VSEPR mudeli abil:
- Visandage Lewise struktuur ioon või molekul.
- Rünnaku minimeerimiseks paigutage elektrondomeenid kesk aatomi ümber.
- Loendage elektronide domeenide koguarvu.
- Kasutage molekulaarse geomeetria määramiseks aatomite vaheliste keemiliste sidemete nurkade paigutust. Pidage meeles, et mitmed sidemed (st kaksiksidemed, kolmiksidemed) loetakse üheks elektronide domeeniks. Teisisõnu, kaksikside on üks domeen, mitte kaks.
Allikad
Jolly, William L. "Kaasaegne anorgaaniline keemia." McGraw-Hilli kolledž, 1. juuni 1984.
Petrucci, Ralph H "Üldkeemia: põhimõtted ja kaasaegsed rakendused." F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura jt, 11. väljaanne, Pearson, 29. veebruar 2016.