VSEPR và Lai ghép Liên kết
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| VSEPR/ˈvespə/ | Lý thuyết đối kháng cặp electron lớp ngoài cùng |
| hybridization/ˌhaɪbrɪdaɪˈzeɪʃn/ | Phân tử orbital lai |
Tại sao phân tử có hình dạng
- Phân tử không phải là những đốm phẳng -- chúng có hình dạng 3D xác định.
- Nước có dạng góc; carbon dioxide là một đường thẳng.
- Một ý tưởng đơn giản dự đoán mọi hình dạng.
- Các cặp electron đẩy nhau ra xa nhất có thể.
Các cặp electron phân tán
- VSEPR nói rằng các cặp electron đẩy lẫn nhau và phân tán xa nhau nhất có thể.
- Đếm các nhóm (liên kết và cặp tự do) xung quanh nguyên tử trung tâm.
- Sự sắp xếp của chúng quyết định hình dạng.
VSEPR dự đoán hình dạng dựa trên giả thuyết các nhóm electron...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Các nhóm đẩy nhau phân tán ra, từ đó xác định hình học.
Các hình dạng phổ biến
- 2 nhóm tạo hình straight line ($180^\circ$); 3 nhóm tạo hình tam giác phẳng ($120^\circ$).
- 4 nhóm tạo hình tứ diện ($109.5^\circ$).
- Cặp tự do đẩy mạnh hơn, làm cong hình dạng -- nước có hình dạng góc.
Hình dạng của $\text{CH}_4$ (4 liên kết, không có cặp electron tự do) là gì?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Bốn nhóm phân bố tạo thành hình tứ diện tại $109.5^\circ$.
Nước ($\text{H}_2\text{O}$) có 2 liên kết và 2 cặp electron tự do. Hình dạng của nó là...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Hai cặp electron tự do đẩy hai liên kết tạo thành hình chữ V (bending).
Một nguyên tử trung tâm có đúng 2 nhóm electron sẽ có hình dạng ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Hai nhóm chỉ ra hai hướng ngược nhau, $180^\circ$ độ giữa chúng -- thẳng hàng.
Lai hóa khớp với hình học
- Lai hóa trộn lẫn orbital nguyên tử để khớp với hình dạng.
- 2 nhóm tạo sp; 3 nhóm tạo sp$^2$; 4 nhóm tạo sp$^3$.
- Chỉ cần đếm các nhóm và đọc nhãn tương ứng.
Dự đoán hình dạng
Đếm các cặp liên kết và cặp electron tự do, sau đó xác định hình dạng VSEPR.
Gán số lượng nhóm electron với sự lai ghép tương ứng.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Lai ghép tính theo số nhóm, vì vậy 2 = sp, 3 = sp$^2$, 4 = sp$^3$.
Dự đoán hình dạng của $\text{CH}_4$ và $\text{H}_2\text{O}$.
- $\text{CH}_4$: 4 liên kết, không có cặp tự do, nên là tứ diện và sp$^3$.
- $\text{H}_2\text{O}$: 2 liên kết cộng với 2 cặp tự do, nên là hình góc, vẫn là sp$^3$.
Cặp electron tự do phải được tính là một nhóm electron khi dự đoán hình dạng.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Cặp electron tự do chiếm không gian và làm cong hình học.
Đếm cặp electron không tham gia liên kết là các nhóm electron — chúng chiếm không gian và làm biến dạng hình học, mặc dù không xuất hiện trong tên gọi của hình dạng đó. Nước có hình "gấp khúc" (bent), không phải "thẳng", là do hai cặp electron không tham gia liên kết. Sự lai hóa phụ thuộc vào số nhóm, không chỉ đơn thuần vào số liên kết.
VSEPR dự đoán hình dạng bằng cách phân bố các nhóm electron xa nhau nhất có thể: 2 nhóm tạo hình thẳng, 3 nhóm tạo hình phẳng tam giác, 4 nhóm tạo hình tứ diện, với các cặp electron không tham gia liên kết làm cong kết quả. Sự lai hóa tương ứng với số lượng này -- sp, sp$^2$, sp$^3$ cho 2, 3, 4 nhóm. Luôn luôn đếm các cặp electron không tham gia liên kết như các nhóm.