В химията доменът на електроните се отнася до броя на самотните двойки или връзка места около определен атом в молекула. Електронните домейни могат също да се наричат електронни групи. Местоположението на облигацията не зависи от това дали връзката е единична, двойна или тройна връзка.
Ключови отнемания: Електрон домейн
- Електронният домейн на атома е броят на самотните двойки или местата на химичните връзки, които го заобикалят. Той представлява броя на местата, които се очаква да съдържат електрони.
- Познавайки електронния домейн на всеки атом в молекула, можете да предвидите неговата геометрия. Това е така, защото електроните се разпределят около атом, за да се сведе до минимум отблъскването един с друг.
- Електронното отблъскване не е единственият фактор, който влияе върху молекулярната геометрия. Електроните са привлечени от положително заредените ядра. Най- ядраот своя страна се отблъскват един друг.
Теория за отблъскване на електронна двойка на валентност
Представете си връзване на два балона заедно в краищата. Балоните автоматично се отблъскват един друг. Добавете трети балон и се случва същото, така че завързаните краища да образуват равностранен триъгълник. Добавете четвърти балон и завързаните краища се преориентират в тетраедрична форма.
Същото явление се случва и с електрони. Електроните се отблъскват един друг, така че когато се поставят близо един до друг, те автоматично се организират във форма, която минимизира отблъскванията помежду им. Това явление се описва като VSEPR, или Valence Shell Electron Pair Repulsion.
Електронният домейн се използва в VSEPR теория за определяне на молекулната геометрия на молекула. Конвенцията е да се посочи броят на свързващите електронни двойки с главна буква X, числото на самотни електронни двойки от главната буква Е и главната буква А за централния атом на молекулата (AXнEm). Когато предвиждате молекулярна геометрия, имайте предвид, че електроните обикновено се опитват да увеличат максимално разстоянието от всеки други, но те са повлияни от други сили, като близостта и размера на положително заредена ядро.
Например CO2 има два електронни домена около централния въглероден атом. Всяка двойна връзка се счита за един електронен домейн.
Свързване на електронни домейни с молекулярна форма
Броят на електрон домейни показва броя на местата, които можете да очаквате да откриете електрони около централен атом. Това от своя страна се отнася до очакваната геометрия на молекулата. Когато устройството на електронния домен се използва за описване около централния атом на молекулата, може да се нарече геометрия на електронния домен на молекулата. Подреждането на атомите в пространството е молекулярната геометрия.
Примери за молекули, тяхната електронна геометрия и молекулярна геометрия включват:
- AX2 - Двуелектронната структура на домена произвежда линейна молекула с електронни групи на разстояние 180 градуса. Пример за молекула с тази геометрия е СН2= С = СН2, която има две Н2С-С връзки, образуващи 180-градусов ъгъл. Въглероден диоксид (CO2) е друга линейна молекула, състояща се от две О-С връзки, които са на разстояние 180 градуса.
- AX2E и AX2E2 - Ако има два електронни домена и една или две единични електронни двойки, молекулата може да има огъване геометрия. Самотните електронни двойки дават основен принос за формата на молекулата. Ако има една самотна двойка, резултатът е триъгълна плоска форма, докато две самотни двойки произвеждат тетраедрична форма.
- AX3 - Системата с три електронни домена описва триъгълна плоска геометрия на молекула, при която четири атома са подредени така, че да образуват триъгълници един спрямо друг. Ъглите добавят до 360 градуса. Пример за молекула с тази конфигурация е борният трифлуорид (BF)3), която има три F-B връзки, всяка от които образува 120-градусови ъгли.
Използване на електронни домейни за намиране на молекулярна геометрия
За да прогнозирате молекулната геометрия, използвайки VSEPR модела:
- Скицирайте Структура на Люис на йона или молекулата.
- Подредете електронните домейни около централния атом, за да сведете до минимум отблъскването.
- Пребройте общия брой електронни домейни.
- Използвайте ъгловото разположение на химическите връзки между атомите, за да определите молекулната геометрия. Имайте предвид, че множеството връзки (т.е. двойните връзки, тройните връзки) се считат за един електронен домейн. С други думи, двойна връзка е един домейн, а не два.
Източници
Джоли, Уилям Л. "Съвременна неорганична химия." McGraw-Hill College, 1 юни 1984 г.
Петручи, Ралф Х. "Обща химия: принципи и съвременни приложения." F. Джефри Херинг, Джефри Д. Мадура и др., 11-то издание, Pearson, 29 февруари 2016 г.