Kjemi er studiet av materie og det handler om de mange måtene en slags saksforhold kan endres til andre typer. Det er kjent at alt materie er laget av fra ett eller flere av rundt hundre forskjellige atomarter. Alle atomer består av tre grunnleggende partikler - protoner, elektroner og nøytroner. Et molekyl består av en gruppe av to eller flere atomer som holdes sammen i et bestemt geometrisk mønster. Når to eller flere atomer holdes sammen for å danne et molekyl, er det kjemiske bindinger mellom hvert atom og dets nære naboer. Formen til et molekyl gir et vell av informasjon, og det første trinnet for å forstå kjernen til et molekyl er å kjenne sin geometri.
Den molekylære geometrien refererer ganske enkelt til det tredimensjonale arrangementet av atomene som utgjør et molekyl. Termen strukturen er ganske brukt i en forstand å bare indikere tilkobling av atomene. Formen til et molekyl bestemmes i forhold til avstandene mellom atomkjernene som er bundet sammen. Geometrien av molekyler bestemmes av Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR) Teori - en modell som brukes til å bestemme molekylets generelle form basert på antall elektronpar rundt et sentralt atom. Geometrien til et molekyl er gitt enten som elektron-geometri eller molekylær geometri.
Begrepet elektron geometri refererer til navnet på geometrien av elektronparet / -gruppene / -domenene på det sentrale atom, enten de er bindingselektroner eller ikke-bindende elektroner. Elektronpar er definert som elektroner i par eller obligasjoner, lone par, eller noen ganger en enkelt upparet elektron. Fordi elektroner alltid er i konstant bevegelse og deres baner ikke kan defineres nøyaktig, er arrangementet av elektronene i et molekyl beskrevet i form av en elektrondensitetsfordeling. La oss ta et eksempel på metan, hvis kjemiske formel er CH4. Her er det sentrale atom karbon med 4 valenselektroner og 4 hydrogenandel-elektroner med 1 karbon for å danne 4 kovalente bindinger. Dette betyr at det er totalt 8 elektroner rundt karbon, og det er ingen enkeltbindinger, så antall enslige par er her 0. Det antyder CH4 er tetrahedral geometri.
Molekylær geometri brukes til å bestemme formen på et molekyl. Det refererer bare til det tredimensjonale arrangementet eller strukturen av atomer i et molekyl. Forståelse av molekylær geometri av en forbindelse hjelper til med å bestemme reaktiviteten, polariteten, fargen, fasen av materie og magnetisme. Geometrien til et molekyl er vanligvis beskrevet i form av bindelengder, bindingsvinkler og torsjonsvinkler. For små molekyler kan molekylformelen og et bord med standardbindingslengder og vinkler være alt som kreves for å bestemme molekylets geometri. I motsetning til elektron geometri, er det forutsatt ved å vurdere bare elektronpar. La oss ta et eksempel på vann (H2O). Her er oksygen (O) det sentrale atom med 6 valenselektroner, slik at det krever 2 flere elektroner fra 2 hydrogenatomer for å fullføre sin oktet. Så det er 4 elektrongrupper arrangert i tetrahedral form. Det er også 2 enkeltbinding par, så den resulterende formen er bøyd.
Begrepet elektron geometri refererer til navnet på geometrien av elektronparet / -gruppene / -domenene på det sentrale atom, enten de er bindingselektroner eller ikke-bindende elektroner. Det hjelper å forstå hvordan forskjellige elektrongrupper er arrangert i et molekyl. Molekylær geometri bestemmer derimot formen på et molekyl, og det er den tredimensjonale strukturen av atomer i et molekyl. Det hjelper å forstå hele atom og dets arrangement.
Geometrien til et molekyl bestemmes på grunnlag av bare bindingselektronpar, men ikke antall elektronpar. Det er den tredimensjonale formen som et molekyl opptar i rommet. Den molekylære geometrien er også definert som atomkjernens posisjoner i et molekyl. Elektron-geometri av et molekyl, derimot, bestemmes på basis av både bindingselektronpar og lone elektronpar. Elektron geometri kan bestemmes ved hjelp av VESPR Theory.
Et av de mange eksemplene på tetrahedralelektrongeometri er Ammoniak (NH3). Det sentrale atom her er N, og fire elektronpar fordeles i form av en tetraeder med bare ett enkelt elektronpar. Således er elektrongenometrien til NH3 tetraedral. Imidlertid er dens molekylære geometri trigonalpyramidal fordi bindingsvinklene er 107 grader da hydrogenatomer avstøtes av det ensomme par elektroner rundt nitrogen. På samme måte er molekylær geometri av vann (H2O) er bøyd fordi det er 2 enkeltbindingspar.
Både elektron-geometri og molekylær geometri følger Valence-Shell Electron-Pair Repulsion (VESPR) -modellen for å bestemme molekylets generelle form basert på antall elektronpar rundt et sentralt atom. Imidlertid bestemmes molekylær geometri utelukkende på basis av bindingselektronpar, ikke antallet elektronpar, mens elektrongeometri bestemmes på basis av både bindingselektronpar og lone elektronpar. Når ingen ensomme elektroner er til stede i et molekyl, er elektrongeometrien den samme som molekylformen. Som vi sa, sier formen på et molekyl mye om det, og det første trinnet for å forstå kjernen til et molekyl er å bestemme geometrien.