Геометрия на частиците на Гилеспи
Геометрия на частиците по Gillespie - раздел Химия, Въпроси за самопроверка MF Тип Местоположение Ep .
Следователно, за MF = 5, когато CA е в центъра на тригоналната бипирамида (TBP), по чиито върхове се намират ОзВ, отблъскването ще бъде минимално, когато самотните двойки са максимално „разделени“ в пространството. За TBP има две нееквивалентни позиции на заместители: екваториална (в равнината на правилна триъгълна основа) и аксиална - в противоположни взаимно перпендикулярни върхове и три различни стойности на ъглите на връзката: ÐHeAHe = 120 ° в равнината на основата (три ъгъла), ÐHeAHa = 90 ° (шест ъгъла) и един ъгъл РХаАХ = 180 °. Съответно има три вида отблъскване между ОзВ: максималното отблъскване ще бъде под най-малкия ъгъл между ОзВ. В съответствие с горната серия отблъсквания, в зависимост от вида на ЕР (LP или SP), самотните двойки са склонни да бъдат разположени в екваториалната позиция. Следователно, като правило, дадено в табл. 9 и фиг. 24, геометрията на молекулите от типа AX4E1 („изкривен тетраедър“ или жаргонният термин „кокили)) е по-стабилна от тригоналната пирамида, в която СА се намира в центъра на триъгълната основа, а заместителите X са в върхове.
По същите причини молекулите от типа AX3E2 са по-скоро Т-образни, отколкото плоски триъгълни; АХ2Е3 - линейна; AX4E2 - квадрат.
Не трябва да се бъркат различни понятия: геометрията на подреждането на ЕР (т.е. A, X и E), изцяло и недвусмислено дефинирана от SP (линейна, триъгълна, тетраедрична, TBP, октаедрична), и геометрията на самата частица, т.е. взаимното подреждане атоми (А и всички Х) в частица. Самотните двойки са неразделна част от централния атом A и относителното им положение е само от спомагателно значение за определяне на геометрията на частицата AXn.
На фиг. 25 показва моделите на някои молекули, отразяващи тяхната структура в реален мащаб. Трябва да се помни (виж раздел 2), че електронните облаци, както при изолираните атоми, нямат ясно определени граници.
Алгоритъмът за определяне на геометрията на частица по метода на Gillespie е както следва (разгледаме примера на SO2):
1. Въз основа на електронните конфигурации на атомите (S [Ne] 3s 2 3p 4, O [He] 2s 2 2p 4) определете тяхната ковалентност: 2, 4 или 6 за S и 2 за O.
2. От стойностите на ковалентности изградете структурна формула, т.е. определете структурата на частицата: броят и местоположението на s- и p-връзките. В този случай, при ковалентността на О, равна само на две, е възможна единствената възможност: сярата е централният атом, кислородът е краен, свързан със S двойни s- и p-връзки: O = S = O.
3. Определете броя на единичните двойки на централния атом (броят на заместителите на NS не влияе на геометрията). В S има 6 валентни електрона, от които 4 участват в четири връзки, 2 остават - един NP. Молекула тип AX2E1.
4. Намерете стеричното число (SN = 2 + 1 = 3) и местоположението на EP, дадено от него: по върховете на правилен триъгълник, под Ð120 °.
5. Позиционирайте NP така, че отблъскването на NP-NP и NP-SP да е минимално и по този начин определете геометрията на частицата. В този случай има само една възможност, тъй като всички върхове на правилен триъгълник (както и тетраедър и октаедър) са еквивалентни. Следователно, молекулата SO2 е ъглова, валентността POSO = 120 °.
Имайте предвид, че в действителност POSO е малко по-малко от 120 °, тъй като отблъскването между NP и заместителите е по-голямо от това между два заместителя.
Описаният подход е приложим и за по-сложни ситуации: когато заместителите на СА са различни (например РСlF2), или има няколко централни атома (Сl2O7), или СА е йон.
За PClF2 CA - P, тип AX3E1 (по-точно AX2X'E1, но е важно да има 3 заместителя, няма значение, че те са нееквивалентни), SP = 3 + 1 = 4, следователно EPs се намират във върховете на тетраедъра, а самата молекула е пирамидална (както фосфорът, така и заместителите са разположени в върховете на тригоналната пирамида; ъглите на връзката са близки до тетраедричния ъгъл от 109 °, но малко по-малки поради по-силното отблъскване на Естествено, за разлика от обикновените РF3 и РСl3, молекулата РСlF2 ще има донякъде изкривена форма.