10.3 : توقع الهندسة الجزيئية

نظرية فسيبر لتحديد هندسة زوج الإلكترون

يستخدم الإجراء التالي نظرية فسيبر لتحديد هندسيات أزواج الإلكترون والتراكيب الجزيئية:

1. اكتب بنية لويس للجزيء أو الأيون متعدد الذرات.
2. عد عدد مجموعات الإلكترون (الأزواج والسندات المنفردة) حول الذرة المركزية. تعتبر الرابطة المفردة أو المزدوجة أو الثلاثية منطقة واحدة من كثافة الإلكترون.
3. حدد هندسة زوج الإلكترون بناءً على عدد مجموعات الإلكترون: الخطي، أو ثلاثي الزوايا، أو رباعي السطوح، أو ثلاثي السطوح، أو ثماني السطوح (كما هو موضح في الشكل 1 ، العمود الأول).
4. استخدم عدد الأزواج المنفردة لتحديد التركيب الجزيئي. إذا كان من الممكن وجود أكثر من ترتيب واحد للأزواج المنفردة والروابط الكيميائية، فاختر الترتيب الذي سيقلل من حالات التنافر، وتذكر أن الأزواج المنفردة تشغل مساحة أكبر من الروابط المتعددة، والتي تشغل مساحة أكبر من الروابط الفردية. في الترتيبات المثلثية ثنائية الهرم ، يتم تقليل التنافر إلى أدنى حد عندما يكون كل زوج وحيد في وضع استوائي. في ترتيب ثماني السطوح مع اثنين من الأزواج المنفردة، يتم تقليل التنافر إلى أدنى حد عندما تكون الأزواج الوحيدة على جانبي الذرة المركزية.

تتطابق الهياكل الجزيئية مع هندسة أزواج الإلكترون في حالة عدم وجود أزواج وحيدة. بالنسبة لعدد معين من أزواج الإلكترون ، يتم تحديد الهياكل الجزيئية لواحد أو أكثر من الأزواج المنفردة بناءً على تعديلات هندسة زوج الإلكترون المقابلة.

توقع الهياكل الجزيئية باستخدام نظرية فسيبر & nbsp؛

توضح الأمثلة التالية استخدام نظرية فسيبر للتنبؤ بالتراكيب الجزيئية.

دعونا نرى كيفية تحديد هندسة زوج الإلكترون والبنية الجزيئية لـ CO₂ و BCl₃.

نكتب بنية لويس لـ CO₂ على النحو التالي:

يوضح لنا هذا رابطين مزدوجين حول ذرة— الكربون كل رابطة مزدوجة تحسب كمجموعة إلكترون واحدة، ولا توجد أزواج وحيدة في ذرة الكربون. باستخدام نظرية فسيبر، نتوقع أن مجموعتين من الإلكترونات ترتبان أنفسهما على جانبي الذرة المركزية بزاوية رابطة مقدارها 180deg;. هندسة زوج الإلكترون والهيكل الجزيئي متطابقان ، وجزيئاتCO₂ خطية.

للتنبؤ بهندسة زوج الإلكترون والبنية الجزيئية لجزيءTeCl₄، فإن الخطوة الأولى هي كتابة بنية لويس لـ TeCl₄. يشير إلى خمس مجموعات إلكترونية حول ذرة Te: زوج واحد وأربعة أزواج رابطة:

نتوقع أن تتبنى مجموعات الإلكترون الخمس هذه هندسة مثلثية ثنائية الهرمية ثنائية الإلكترون. لتقليل تنافر الزوج المنفرد ، يحتل الزوج الوحيد أحد المواضع الاستوائية. التركيب الجزيئي  هو عبارة عن أرجوحة.

تم اقتباس هذا النص من Openstax, Chemistry 2e, Section 7.6: Molecular Structure and Polarity.