Η βασική διαφορά μεταξύ της μοριακής γεωμετρίας και της γεωμετρίας ηλεκτρονίων είναι ότι η μοριακή γεωμετρία καθορίζεται από τους ομοιοπολικούς δεσμούς του μορίου, ενώ η γεωμετρία ηλεκτρονίων προσδιορίζεται από τα ζεύγη ηλεκτρονίων που περιβάλλουν το κεντρικό άτομο ενός μορίου.
Η μοριακή γεωμετρία και η γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι σημαντικοί όροι στη γενική χημεία και αποτελούν τη βάση για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων των χημικών ενώσεων.
Τι είναι η Μοριακή Γεωμετρία;
Μοριακή γεωμετρία είναι η μοριακή δομή μιας ένωσης που δίνεται στην τρισδιάστατη διάταξη των ατόμων. Με άλλα λόγια, είναι η τρισδιάστατη δομική διάταξη των ατόμων σε ένα συγκεκριμένο μόριο. Η μελέτη και η αναγνώριση αυτής της χωρικής διάταξης των ατόμων μπορεί να μας βοηθήσει να προσδιορίσουμε την πολικότητα της ένωσης, την αντιδραστικότητα, τη φάση της ύλης, το χρώμα, τον μαγνητισμό και τη βιολογική δραστηριότητα.
Η μοριακή γεωμετρία δείχνει το σχήμα του μορίου, τον δεσμό, τα μήκη, τις γωνίες δεσμών, τις γωνίες στρέψης και άλλες γεωμετρικές παραμέτρους που μπορούν να καθορίσουν τη θέση κάθε ατόμου. Συνήθως, οι γωνίες δεσμών μεταξύ των ατόμων εξαρτώνται μόνο ασθενώς από το υπόλοιπο μόριο.
Εικόνα 01: Μόριο νερού
Υπάρχουν διάφορες διαφορετικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της μοριακής γεωμετρίας, συμπεριλαμβανομένων των φασματοσκοπικών μεθόδων όπως οι μέθοδοι περίθλασης, IR, μικροκυμάτων και φασματοσκοπία Raman. Αυτές οι μέθοδοι μπορούν να μας δώσουν λεπτομέρειες σχετικά με τη μοριακή γεωμετρία χρησιμοποιώντας δονητική και περιστροφική απορρόφηση που ανιχνεύεται με τη φασματοσκοπική τεχνική. Επιπλέον, μπορούμε να πάρουμε τη μοριακή γεωμετρία των κρυσταλλικών στερεών χρησιμοποιώντας κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ, περίθλαση νετρονίων και περίθλαση ηλεκτρονίων. Αυτός ο προσδιορισμός γίνεται με βάση την απόσταση μεταξύ των πυρήνων και τη συγκέντρωση της πυκνότητας των ηλεκτρονίων. Επιπλέον, η θέση των ατόμων στο μόριο μπορεί να προσδιοριστεί από τη φύση των χημικών δεσμών μέσω των οποίων συνδέεται με τα γειτονικά άτομα.
Τι είναι η Γεωμετρία Ηλεκτρονίων;
Γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι η διάταξη των ζευγών ηλεκτρονίων γύρω από ένα κεντρικό άτομο. Με άλλα λόγια, η γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι η τρισδιάστατη δομή ζευγών ηλεκτρονίων (είτε δεσμευτικά είτε μη δεσμευτικά ζεύγη ηλεκτρονίων) γύρω από ένα κεντρικό άτομο. Συνήθως, ένα μεμονωμένο ζεύγος ηλεκτρονίων ή ένα μη δεσμευτικό ζεύγος ηλεκτρονίων είναι ένα ζεύγος ηλεκτρονίων σθένους που δεν μοιράζονται μεταξύ των ατόμων σε έναν ομοιοπολικό δεσμό. Ένα ζεύγος ηλεκτρονίων δεσμού μπορεί να περιγραφεί ως ένα ζεύγος ηλεκτρονίων που συμμετέχουν σε έναν χημικό δεσμό.
Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα, τα ζεύγη ηλεκτρονίων γύρω από ένα κεντρικό άτομο απωθούνται το ένα από το άλλο, με αποτέλεσμα αυτά τα ζεύγη ηλεκτρονίων να διατάσσονται γύρω από ένα συγκεκριμένο άτομο με τέτοιο τρόπο ώστε οι απωθήσεις που αντιμετωπίζουν να είναι ελάχιστες. Επομένως, οι γωνίες σύνδεσης μειώνονται ελαφρώς ανάλογα.
Εικόνα 02: Ζεύγη ηλεκτρονίων γύρω από το άτομο άνθρακα σε ένα μόριο μεθανίου.
Επιπλέον, εάν όλα τα ζεύγη ηλεκτρονίων γύρω από ένα άτομο είναι ζεύγη ηλεκτρονίων δεσμών, τότε η μοριακή γεωμετρία και η γεωμετρία ηλεκτρονίων γύρω από αυτό το άτομο είναι η ίδια. Για παράδειγμα, ένα μόριο μεθανίου έχει τέσσερις δεσμούς γύρω από το κεντρικό άτομο άνθρακα και όλα τα ηλεκτρόνια γύρω του είναι ηλεκτρόνια δεσμού. Επομένως, η μοριακή γεωμετρία και η γεωμετρία ηλεκτρονίων αυτού του μορίου είναι τετραεδρική.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της μοριακής γεωμετρίας και της γεωμετρίας ηλεκτρονίων;
Η μοριακή γεωμετρία και η γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι σημαντικοί όροι στις βασικές χημικές αρχές και εξηγούν τον προσδιορισμό των χημικών ιδιοτήτων των μορίων. Η μοριακή γεωμετρία είναι η μοριακή δομή μιας ένωσης που δίνεται στην τρισδιάστατη διάταξη των ατόμων, ενώ η γεωμετρία ηλεκτρονίων μπορεί να οριστεί ως η διάταξη ζευγών ηλεκτρονίων γύρω από ένα κεντρικό άτομο. Η βασική διαφορά μεταξύ της μοριακής γεωμετρίας και της γεωμετρίας ηλεκτρονίων είναι ότι η μοριακή γεωμετρία καθορίζεται από τους ομοιοπολικούς δεσμούς του μορίου, ενώ η γεωμετρία ηλεκτρονίων προσδιορίζεται από τα ζεύγη ηλεκτρονίων που περιβάλλουν το κεντρικό άτομο ενός μορίου.
Σύνοψη – Μοριακή γεωμετρία έναντι γεωμετρίας ηλεκτρονίων
Η μοριακή γεωμετρία και η γεωμετρία ηλεκτρονίων καθορίζουν τις ιδιότητες μιας χημικής ένωσης. Η βασική διαφορά μεταξύ της μοριακής γεωμετρίας και της γεωμετρίας ηλεκτρονίων είναι ότι η μοριακή γεωμετρία καθορίζεται από τους ομοιοπολικούς δεσμούς του μορίου, ενώ η γεωμετρία ηλεκτρονίων προσδιορίζεται από τα ζεύγη ηλεκτρονίων που περιβάλλουν το κεντρικό άτομο ενός μορίου.
