witam, mam problem z określeniem jaki kształt ma dana cząsteczka, tylko linową potrafię dobrze rozpoznać, problem pojawia się przy trygonalnej i tetraedrycznej.
Już wydawało mi sie, że wszystko zaczynam rozumieć a tu nagle... czarna dziura w głowie, dlaczego tetraedryczny kształt ma np.: H2S, H20, OF2 NH3, NIH3? To, że tetraedrem jest cząsteczka metanu czy CCl4 to jeszcze rozumiem... ale tamtych przypadków nie. Zatem jak poprawnie określić kształt tetraedryczny cząsteczki, i czym się kierować podczas wyznaczania? I druga sprawa, kształt trygonalny, dlaczego S02, S03 GaH3 maja kształt trygonalny. jak określić ten kształt i czym się kierować przy jego wyznaczaniu.
Z góry dziękuję za pomoc,
Pozdrawiam
Lupi

No, temat rzeka.
Właściwie wszystko zalezy od gęstości elektronowej, od tego czy jest wolna para elektronowa i innych rzeczy.
Np. woda jak wiesz jest dipolem (H-O-H). Tak naprawde nie jest obna cząsteczka liniową. Kąt pomiędzy wiązaniami jest mniejszy niż 180°. Nie pamiętam ile, chyba cos około 104°. Tlen posiada dodatkowo dwie wolne pary elektronowe. Tlen ma 6 własnych elektronów, z czego dwa sa zagospodarowane na wiązania z wodowami. Pozostałem pary elektronowe układają się tak w przestrzeni, że tlen jest w środku tetraedru, a wodory i wolen pary elektronowe w jego wierzchołkach. Analogicznie jest w przyp[adku H2S i OF2.
Podobna sytuacja jest w przypadku amoniaku. Z tym, że azot ma tylko jedną wolną pare elektronową - azot w środku, 3 wodory i jedna para w wierzchołkach. W porównaniu do idelanego tetraedru np. CH4, NH3 jest trochę spłaszczone. Para elektronowa oddziaływuje na pozostałe atomy trochę inaczej, dążąc do konfiguracji najlepszej, czyli takiej w której wszystkie siły (a właściwie momenty siły) się równoważą, tzn. przyciągają i odpychają z jednakową siłą (momentem siły).
Można zagłębić się dalej w ten temat - teoria rezonansu kwantowo-mechanicznego Paulinga. Ale to już poważna sprawa, trudna do tłumaczenia tutaj.


wymiennik

zawsze najgorsze są wyjątki, ale jak wiadomo, to one podkreślają regułę...

Przy przedwidywaniu kształtu cząsteczki pomocna jest hybrydyzacja czyli teoria tworzenia hybryd powstających z połaczenia orbitali elektronowych. Dla cząsteczek o których tutaj mowa wystarczy znajomość wariantów hybrydyzacji orbitali s i p. Właściwie kluczowe informacje, o których trzeba pamietać to takie, że jedynie wiązania pojedyńcze (sigma) powstają z orbitali zhybrydyzowanych (wymieszanych) natomiast wiązania wielokrotne (pi) powstają z orbitali niezhybrydyzowanych. No i w hybrydyzacji biorą udział jedynie orbitale obsadzone elektronami.
Weźmy amoniak, atom azotu ma 5 elektronów walencyjnych, parę elektronową w orbitalu s i trzy niesparowane elektrony w orbitalach px py i pz. W tym układzie hybrydyzacja (wymieszanie orbitali) pozwoli na utworzenie czterech hybryd sp3 (bo powstały z wymieszania jednego orbitalu s i trzech orbitali p), w jednej hybrydzie znajduje się para elektronowa a w pozostałych hybrydach niesparowane elektrony. Ponieważ każda z hybryd sp3 zajmuje swoje miejsce w przestrzeni to obecność czterch hybryd wymusza tetraedryczny kształ cząsyeczki (kąt miedzy wiązaniami ok 107). Podobnie jest w metanie (tutaj w każdej z czterch powstałych hybryd sp3 znajduje sie niesparowany elektron) lub w cząsteczce wody (z tą różnicą że tutaj dwie hybrydy sp3 są zajęte parami elektronowymi a dwie niesparowanymi elektronami). Czyli w skrócie: jeżeli mamy hybrydyzację w której biorą udział cztery orbitale (sp3) to kształt cząsteczki jest tetraedyczny.

Teraz pora na cząsteczki płaskie, czli logicznie rozumujac hybrydyzację sp2.
Weźmy cząsteczkę etylenu i atom węgla z tej cząsteczki. Cztery atomy walencyjne atomu węgla znajduą sie w jednym orbitalu s i orbitalach px py i pz, czyli pojednym w każdym orbitalu, zanim zaczniemy zakładac hybrydyzację należy pamietać że w tej cząsteczce mamy wiązanie podwójne pomiedzy atomami węgla, czyli pojawia nam się wiązanie pi, wiadomo że wiazanie pi powstaje przez boczne nakładanie się orbitali p i wiadomo, jak wcześniej napisałem, że wiązanie pi powstaje z orbitali niezhybrydyzowanych, zatem musimy jeden z orbitali p wyłaczyć z hybrydyzacji, w zwiazku z tym mamy hybrydyzację sp2 (bo wymieszaniu ulega jeden orbital s i dwa orbitale p) powstają trzy hybrydy sp2 obecność w przestrzeni trzech hybryd daje w efekcie strukturę trygonalną, płaską, kąty miedzy wiązaniami ok 120 (nie ma czwartego kierunku, bo kierunek w przestrzeni jednej z hybryd sp2 pokrywa się z kierunkiem wiązania pi - co daje wiązanie podwójne). Czyli w skrócie: jeżeli mamy hybrydyzację w której biorą udział trzy orbitale (sp2) to kształt cząsteczki jest trygonalny.
Płaską, trygonalną budowę ma również BF3, mimo że w tym związku nie ma wiązań wielokrotnych. W tym przypadku hybrydyzacja sp2 jest wynikiem tego że bor posiada jedynie trzy elektrony walencyjne, więc elektronami jest obsadzony jeden orbital s i dwa orbitale p, w zwiazku z tym tylko one biorą udział w hybrydyzacji i dlatego mamy hybrydyzację sp2.

Idąc dalej, teraz kolej na hybrydyzację sp w cząsteczkach liniowych, gdzie kąt miedzy wiązaniami wynosi 180. Ale tego już nie będę tu rozwiązywał tylko zainteresowanym proponuję żeby rozpatrzyli to sami na przykładzie cząsteczki acetylenu, pamietając o tym że mamy tam dwa wiazania pi które nie biorą udziału w hybrydyzacji. W tym przypadku puenta powinna być taka, że jeżeli w hybrydyzacji biorą udział dwa orbitale, jeden s i jeden p, to mamy hybrydyzację sp, powstają dwie hybrydy sp, czyli są do zajęcia dwa kierunki w przestrzeni co wymusza budowę liniową cząsteczki.