Cualquier cosa y todo tiene un patrón a seguir y funciona en consecuencia, y estas funciones, métodos, enfoques y estrategias están todos juntos en la rama más grande y más vasta de la ciencia, que es la matemática. Según el padre de las matemáticas, Arquímedes, ha dado forma al mundo al presentar a las personas perspectivas únicas de conteo y cálculo.
Para reducirlo aún más, la geometría en sí misma se divide en dos categorías más amplias, a saber, Geometría Molecular y Geometría Electrónica, que básicamente se refieren al posicionamiento y ordenamiento de electrones, neutrones y átomos para proporcionar ángulos, posiciones y ángulos específicos y más adecuados. formas a las moléculas.
La geometría molecular es básicamente la configuración de los átomos en una molécula, en su mayoría en comparación con un átomo central, mientras que la configuración de pares de electrones alrededor de un átomo central se llama geometría electrónica.
Estas ramas distintivas y conceptuales de la geometría se discuten extensamente en este artículo.
Geometría molecular: forma tridimensional
La caracterización de los átomos en una molécula dispuestos en un espacio tridimensional se conoce como geometría molecular. Algunos enfoques, como la espectroscopia y el análisis de difracción, generalmente se implementan para comprender la geometría molecular.
Ciertas teorías se utilizan para ayudar a obtener información sobre la configuración de moléculas como la teoría de hibridación, el concepto de Lewis y la teoría VSEPR.
Un átomo central está rodeado de pares de electrones.
Teoría de la hibridación
La teoría de la hibridación describe la presencia de enlaces covalentes en las moléculas atómicas.
El proceso de mezcla de orbitales que tienen la misma energía pero diferente forma para formar orbitales híbridos con el mismo número, forma y energía es el proceso básico de hibridación.
Tipos de hibridación:
algunos tipos de hibridación son como sigue:
- hibridación sp: orbitales 1s y 1p
- hibridación sp²: orbitales 1s y 2p
- hibridación sp³: orbitales 1s y 3p
Teoría de Lewis
Un científico estadounidense (GN Lewis) introdujo por primera vez el concepto de que cada átomo comparte dos electrones para formar un enlace covalente mediante el emparejamiento de enlaces, mientras que el par de electrones que no participan en ningún tipo de enlace se denomina par solitario.
Pares solitarios
Se ha observado teórica y prácticamente que la geometría molecular no posee pares libres en su átomo central en la molécula debido a la increíble cantidad de espacio que ocupa que un enlace simple se asentaría en la molécula a lo largo del átomo central.
Este podría ser uno de los principales puntos críticos entre muchos detrás de la ausencia de pares de electrones solitarios en Geometría molecular. No solo esto, según los estudios, se pueden encontrar pares solitarios en orbitales donde está presente el enlace de electrones.
La razón detrás de ocupar más espacio que los enlaces de electrones es que los pares solitarios son cautivados por el núcleo; esto concluye ya que estos pares solitarios se están extendiendo y funcionando cerca del núcleo con algo de espacio.
Teoría de la repulsión del par de electrones de la capa de valencia
VSEPR significa (repulsión del par de electrones de la capa de valencia); este es el mecanismo principal y la teoría que ha demostrado ser el factor más útil en el contexto de la determinación y predicción de formas y comportamientos estructurales de la molécula.
Algunos beneficios y aspectos críticos de los gráficos VSEPR son que ayudan con forma molecular predicción. Aún así, aparte de eso, proporciona identificación de grupos de electrones y estructura electrónica y asigna AXmEn a las moléculas con la identificación de enlaces y ángulos.
Los gráficos VSEPR también proporcionan una predicción geométrica molecular tridimensional y una comprensión profunda basada en la cantidad de pares de enlaces de electrones y la capa de valencia de un átomo en la molécula. Es ampliamente utilizado para la minimización de los efectos de repulsión junto con una disposición automática de pares de enlaces de electrones.
Átomos centrales y espacio
geometría electrónica
La configuración de pares de electrones que giran alrededor de un átomo central se denomina geometría electrónica. Incluye la existencia de pares solitarios y pares de enlaces, así como la determinación de la forma de una molécula en un átomo. Por lo general, se especifica mediante los pares de electrones.
Tipos de geometría electrónica
La geometría electrónica se clasifica en varias tipos según los grupos de electrones.
Tipo lineal de geometría electrónica
Implica la unión entre el átomo central y dos pares de electrones en un ángulo de 180 grados, formando una línea recta.
Tipo plano trigonal de geometría electrónica
El átomo central con tres pares de electrones en ángulos de 120 grados se denomina plano trigonal dispuesto en forma plana.
Tipo tetraédrico de geometría electrónica
El átomo central está rodeado por cuatro pares de electrones enlazados en un ángulo de 109,5 grados, dispuestos en forma de tetraedro.
Trigonal bipiramidal tipo de geometría electrónica
Un átomo central se une con cinco pares de electrones en un ángulo de 120 grados, formando una forma trigonal con tres pares y un ángulo de 90 grados con dos pares.
Tipo octaédrico de geometría electrónica
Un átomo central con seis pares de electrones de enlace forma 90 grados de un ángulo. Este arreglo da la forma de dos pirámides con una base cuadrada adosada.
Factores distintivos entre geometría molecular y electrónica
CaracterísticasGeometría MolecularGeometría ElectrónicaConcepto BásicoLa Geometría Molecular se ocupa de la comprensión y determinación de todo el átomo y su organización. Estos átomos están simplemente presentes en las moléculas, y esta rama de la geometría tiene todo el posicionamiento en 3D. Mientras que la geometría electrónica tiene todos los conceptos relacionados con el posicionamiento y la organización de numerosos electrones. Pares solitarios En el proceso de regular la forma de las moléculas, este tipo de la geometría mantiene fuera a los pares solitarios. Sin embargo, se consideran pares solitarios cuando se requiere repulsión en ángulo y enlace. Si bien la geometría de electrones es lo opuesto a la geometría de las moléculas, considera no solo los pares solitarios sino también los pares de enlaces para determinar la forma de una molécula. Cálculos Calcula la cantidad total de pares de electrones de enlace en el proceso. Calcula la cantidad total de electrones pares en el proceso. Ejemplos Como ejemplo, estamos descomponiendo la estructura H₂O (agua); tiene O (oxígeno) como átomo central en la molécula (junto con 6 electrones de valencia de O), 2 electrones son donados por el átomo de hidrógeno y 8 electrones rodean N (nitrógeno), 4 grupos de electrones junto con 2 pares solitarios y pares de enlaces simples en electrones. Además, este tipo también se llama doblado. Como ejemplo, estamos descomponiendo CH₄ (metano); esta sustancia tiene 4 átomos centrales en la molécula (junto con 4 electrones de valencia de C (carbono), 4 electrones son donados por el átomo de hidrógeno y 8 electrones rodean a C, 4 pares de electrones y 4 enlaces simples están ahí sin pares solitarios Además, este tipo también se denomina tetraédrico.Geometría molecular frente a electrónica
Determinación de la forma en geometría molecular y electrónica
Como ya hemos llegado a saber hasta ahora, ambos son beneficiosos en sus perspectivas y estudios conceptuales. Algunos pasos están relacionados con la determinación de formas en ambos tipos de geometría, que es importante conocer para conocer los mecanismos en curso.
Determinación de la forma en geometría molecular y electrónica
Para Geometría Molecular
- Como se mencionó anteriormente, los pares solitarios no se contemplan ni se revisan en el proceso de determinar la forma de una molécula, pero aún se requiere la unión para mantener la función en progreso.
- Entonces, los enlaces simples funcionan aquí para ambos (tipos de enlaces dobles y triples, o ambos se consideran como un enlace simple)
- Además, la razón detrás de la consideración de pares de bonos sobre los pares solitarios es que los pares solitarios a menudo ocupan más espacio que los pares de bonos.
- Para la determinación de las posiciones de un átomo junto con la forma de las moléculas, se tienen en cuenta algunos parámetros geométricos, por ejemplo, ángulos y longitudes de enlace y ángulos de torsión.
- Estos parámetros ayudan a proporcionar efectos significativos en forma de propiedades como reactividad, color, polaridad, magnetismo, etc.
Para geometría electrónica
- Para la forma, la profecía de un átomo en una molécula es importante en la forma en que este átomo pronosticado debe poseer una alta negatividad de electrones en términos de potencial.
- Este átomo debe ser central en la molécula, y deben determinarse sus configuraciones, como el número de electrones de valencia que posee.
- Como se trata de un proceso, se supone que hay otros átomos allí, y se debe calcular su cantidad de electrones donados.
- Calcular el número de electrones que son átomos centrales vecinos en una molécula.
- Para la determinación del número total de grupos de electrones que están presentes, se supone que debemos restar el recuento de electrones vecinos totales de (2) para que podamos tener el resultado requerido.
- Para determinar el recuento total de pares de electrones solitarios en la molécula, debemos restar un número estérico del número de enlaces simples que están presentes en todo el átomo central de la molécula.
- Por último, se requiere determinar un análisis profundo y una comprensión de la geometría electrónica.
- Un punto adicional para llamar su atención es que existe la posibilidad de similitud en ambos tipos de geometría si se excluyen los pares solitarios de la molécula a través de la cual están rodeados los átomos centrales.
Mira el video para aprender a determinar la forma de las moléculas.
Conclusión
- La diferencia se basa en cálculos, y su escala todavía cuenta; eso nos lleva a decir que aunque la geometría electrónica no considera los pares solitarios en su estructura, sigue siendo un estudio crítico ya que nos ayuda a comprender muchas propiedades sustanciales que juegan un papel destacado en las predicciones de muchas estructuras moleculares y sus formas.
- Se pueden considerar iguales si se eliminan los pares solitarios o no se consideran en el proceso en el átomo central. Este es el único factor distintivo entre estos dos tipos de ramas geométricas, y esa es la razón subyacente detrás del énfasis en la presencia de pares de electrones solitarios en el átomo central.
- Se puede concluir que ambos tienen muchos conceptos destacados y esenciales que no se pueden descuidar y priorizar, ya que ambos son significativos mientras haya productos químicos en este mundo y proporcionen efectos observables en casi todas partes.
