Kemi är studien av materia och det handlar om de många sätten en sorts materia kan ändras till andra sorters. Det är känt att all materia är gjord av en eller flera av omkring hundra olika slags atom. Alla atomer består av tre grundläggande partiklar - protoner, elektroner och neutroner. En molekyl består av en grupp av två eller flera atomer som hålls ihop i ett bestämt geometriskt mönster. När två eller flera atomer hålls ihop för att bilda en molekyl, finns det kemiska bindningar mellan varje atom och dess nära grannar. Formen av en molekyl förmedlar en mängd information och det första steget att förstå molekylens kemi är att känna till sin geometri.
Den molekylära geometrin hänvisar helt enkelt till det tredimensionella arrangemanget av atomer som utgör en molekyl. Termen strukturen används ganska i en mening för att bara indikera atomernas anslutning. Formen av en molekyl bestäms i termer av avstånden mellan de atomkärnor som är bundna ihop. Molekylernas geometri bestäms av Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR) Teori - en modell som används för att bestämma en molekyls allmänna form baserat på antalet elektronpar runt en central atom. Geometrin hos en molekyl ges antingen som elektrongenometrin eller molekylgeometrin.
Termen elektrongeometri hänför sig till namnet på elektronparet / gruppernas / domänernas geometri på den centrala atomen, oavsett om de är bindande elektroner eller icke-bindande elektroner. Elektronpar definieras som elektroner i par eller obligationer, ensamma par, eller ibland en enda opparad elektron. Eftersom elektroner alltid är i konstant rörelse och deras vägar inte kan definieras exakt beskrivs arrangemanget av elektronerna i en molekyl när det gäller en elektrondensitetsfördelning. Låt oss ta ett exempel på metan, vars kemiska formel är CH4. Här är den centrala atomen kol med 4 valenselektroner och 4 väteandelektroner med 1 kol för att bilda 4 kovalenta bindningar. Det betyder att det finns totalt 8 elektroner runt kol och det finns inga enskilda bindningar, så antalet ensamma par här är 0. Det föreslår CH4 är tetraedral geometri.
Molekylär geometri används för att bestämma formen av en molekyl. Det hänvisar helt enkelt till det tredimensionella arrangemanget eller strukturen hos atomer i en molekyl. Förstå molekylär geometri för en förening hjälper till att bestämma reaktiviteten, polariteten, färgen, materiens fas och magnetismen. Geometrin hos en molekyl beskrivs vanligen med avseende på bindningslängder, bindningsvinklar och vridningsvinklar. För små molekyler kan molekylformeln och en tabell med standardbindningslängder och vinklar vara allt som krävs för att bestämma molekylens geometri. Till skillnad från elektrongeometri förutses det att man bara överväger elektronpar. Låt oss ta ett exempel på vatten (H2O). Här är syre (O) den centrala atomen med 6 valenselektroner, så det kräver 2 mer elektroner från 2 väteatomer för att slutföra sin oktett. Så det finns 4 elektrongrupper arrangerade i tetrahedral form. Det finns också 2 enkelbindningspar, så den resulterande formen är böjd.
Termen elektrongeometri hänför sig till namnet på elektronparet / gruppernas / domänernas geometri på den centrala atomen, oavsett om de är bindande elektroner eller icke-bindande elektroner. Det hjälper till att förstå hur olika elektrongrupper är ordnade i en molekyl. Molekylgeometrin bestämmer å andra sidan formen på en molekyl och det är den tredimensionella strukturen hos atomer i en molekyl. Det hjälper till att förstå hela atomen och dess arrangemang.
Geometrin hos en molekyl bestäms på basis av endast bindande elektronpar, men inte antalet elektronpar. Det är den tredimensionella formen som en molekyl upptar i rymden. Molekylgeometrin definieras också som atomkärnans positioner i en molekyl. Elektrometri av en molekyl bestäms å andra sidan på basis av både bindningselektronpar och lone elektronpar. Elektrongeometrin kan bestämmas med användning av VESPR-teorin.
Ett av de många exemplen på tetraedralelektrongeometri är Ammoniak (NH3). Den centrala atomen här är N och fyra elektronpar fördelas i form av en tetraeder med endast ett ensam elektronpar. Således är elektrogenometrin för NH3 tetrahedral. Emellertid är dess molekylära geometri trigonalpyramidal eftersom bindningsvinklarna är 107 grader då väteatomer repilleras av det ensamma paret elektroner kring kväve. På liknande sätt är molekylär geometri av vatten (H2O) är böjd för att det finns 2 enkelbindningspar.
Både elektrongeometri och molekylär geometri följer Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR) -modellen för att bestämma en molekyls generella form baserat på antalet elektronpar runt en central atom. Emellertid bestäms molekylär geometri uteslutande på basis av bindande elektronpar, inte antalet elektronpar, medan elektrongeometri bestäms på basis av både bindningselektronpar och loneelektronpar. När inga ensamma elektronpar är närvarande i en molekyl, är elektrongenometrin densamma som molekylformen. Som vi sa säger en molekyls form mycket om det och det första steget att förstå molekylens kemi är att bestämma dess geometri.