ทฤษฎี VSEPR และการผสมผสาน orbital (Hybridization)
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| VSEPR/ˈvespə/ | ทฤษฎีการผลักกันของคู่อิเล็กตรอนชั้นนอกสุด |
| hybridization/ˌhaɪbrɪdaɪˈzeɪʃn/ | การผสม orbital |
ทำไมโมเลกุลถึงมีรูปร่าง
- โมเลกุลไม่ใช่ก้อนแบน -- พวก它有 definite 3D shapes
- น้ำมีรูปโค้ง; คาร์บอนไดออกไซด์เป็นเส้นตรง
- แนวคิดง่ายๆ หนึ่งอย่างทำนายทุก shape
- คู่อิเล็กตรอนผลักกันให้ห่างที่สุดเท่าที่จะทำได้
คู่อิเล็กตรอนกระจายตัว
- VSEPR บอกว่าคู่อิเล็กตรอนผลักกันและกระจายตัวให้ห่าง nhauมากที่สุด possible
- นับกลุ่ม (พันธะและคู่วงจรเดี่ยว) รอบอะตอมศูนย์กลาง
- การจัดเรียงของพวกมันกำหนดรูปร่าง
VSEPR ทำนายรูปร่างโดยสมมติว่ากลุ่มอิเล็กตรอน...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
กลุ่มที่ผลักกันจะกระจายตัวออก ซึ่งกำหนดเรขาคณิตของโมเลกุล
รูปร่างที่พบบ่อย
- 2 กลุ่มให้เส้นตรง ($180^\circ$); 3 กลุ่มให้สามเหลี่ยมระนาบ ($120^\circ$)
- 4 กลุ่มให้สี่หน้า ($109.5^\circ$)
- คู่วงจรเดี่ยวผลักแรงกว่า ทำให้ shape弯曲 -- น้ำออกมาเป็นรูปโค้ง
รูปร่างของ $\text{CH}_4$ (4 พันธะ, ไม่มีคู่อิเล็กตรอนอิสระ) คืออะไร?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
สี่กลุ่มกระจายตัวเป็นรูปทรงสี่หน้า (tetrahedron) ที่มุม $109.5^\circ$
น้ำ ($\text{H}_2\text{O}$) มี 2 พันธะและ 2 คู่อิเล็กตรอนอิสระ รูปร่างของมันคือ...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
คู่อิเล็กตรอนอิสระสองตัวดันให้พันธะทั้งสองมีรูปทรงโค้ง (bent shape)
อะตอมกลางที่มีกลุ่มอิเล็กตรอนพอดี 2 กลุ่ม จะมีรูปร่าง ____
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
สองกลุ่มชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม, มุม $180^\circ$ -- เป็นเส้นตรง (linear)
Hybridization สอดคล้องกับ geometry
- Hybridization ผสม orbital อะตอมเพื่อให้ตรงกับ shape
- 2 กลุ่มให้ sp; 3 กลุ่มให้ sp$^2$; 4 กลุ่มให้ sp$^3$
- เพียงนับกลุ่มแล้วอ่าน label ได้เลย
ทำนายรูปร่าง
นับคู่พันธะและคู่อิเล็กตรอนอิสระ แล้วดูรูปทรงตามทฤษฎี VSEPR
จับคู่จำนวนกลุ่มอิเล็กตรอนกับการผสมผสาน orbital
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การผสมผสาน orbital นับจากจำนวนกลุ่ม ดังนั้น 2 = sp, 3 = sp$^2$, 4 = sp$^3$
ทำนาย shape ของ $\text{CH}_4$ และ $\text{H}_2\text{O}$
- $\text{CH}_4$: 4 พันธะ ไม่มีคู่วงจรเดี่ยว ดังนั้นเป็นสี่หน้าและ sp$^3$
- $\text{H}_2\text{O}$: 2 พันธะ plus 2 คู่วงจรเดี่ยว ดังนั้นเป็นรูปโค้ง ยังคงเป็น sp$^3$
ต้องนับคู่อิเล็กตรอนอิสระเป็นกลุ่มอิเล็กตรอนในการทำนายรูปร่าง
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
คู่อิเล็กตรอนอิสระใช้พื้นที่และทำให้เรขาคณิตบิดเบี้ยว
นับคู่电子อิสระเป็น "กลุ่ม" ของอิเล็กตรอน -- พวกมันใช้พื้นที่และทำให้รูปทรงบิดเบี้ยว แม้จะไม่ปรากฏในชื่อของรูปร่าง น้ำมีลักษณะ "โค้ง" ไม่ใช่ "เส้นตรง" เนื่องจากมีคู่电子อิสระสองคู่ การ hybridization ขึ้นอยู่กับจำนวนกลุ่ม ไม่ใช่จำนวนพันธะเพียงอย่างเดียว
VSEPR ทำนายรูปร่างโดยการกระจายกลุ่มของอิเล็กตรอนให้ห่างกันมากที่สุด: 2 กลุ่มเป็นเส้นตรง, 3 กลุ่มเป็นระนาบสามเหลี่ยม (trigonal planar), 4 กลุ่มเป็นทetrahedron โดยที่คู่电子อิสระจะทำให้รูปทรงเพี้ยน Hybridization สอดคล้องกับจำนวน -- sp, sp$^2$, sp$^3$ สำหรับ 2, 3, 4 กลุ่ม ต้องนับคู่电子อิสระเป็นกลุ่มเสมอ