Sự khác biệt giữa hình học điện tử và hình học phân tử

Hóa học là nghiên cứu về vật chất và nó liên quan đến nhiều cách một loại vật chất có thể được thay đổi thành các loại khác. Được biết, tất cả các vật chất được tạo thành từ một hoặc nhiều hơn khoảng một trăm loại nguyên tử khác nhau. Tất cả các nguyên tử bao gồm ba hạt cơ bản - proton, electron và neutron. Một phân tử bao gồm một nhóm gồm hai hoặc nhiều nguyên tử được tổ chức với nhau theo mô hình hình học xác định. Khi hai hoặc nhiều nguyên tử được giữ chặt với nhau để tạo thành một phân tử, sẽ có liên kết hóa học giữa mỗi nguyên tử và các nước láng giềng gần gũi của nó. Hình dạng của một phân tử truyền tải rất nhiều thông tin và bước đầu tiên để hiểu về hóa học của phân tử là phải biết hình học của nó.

Hình học phân tử chỉ đơn giản đề cập đến sự sắp xếp ba chiều của các nguyên tử tạo thành một phân tử. Cấu trúc thuật ngữ được sử dụng theo nghĩa đơn giản là chỉ sự kết nối của các nguyên tử. Hình dạng của một phân tử được xác định theo khoảng cách giữa các hạt nhân nguyên tử được liên kết với nhau. Hình dạng của các phân tử được xác định theo Lý thuyết lực đẩy cặp điện tử (VESPR) - một mô hình được sử dụng để xác định hình dạng chung của một phân tử dựa trên số lượng cặp electron xung quanh một nguyên tử trung tâm. Hình dạng của một phân tử được đưa ra dưới dạng hình học điện tử hoặc hình học phân tử.

Hình học điện tử là gì?

Thuật ngữ hình học điện tử đề cập đến tên của hình học của cặp / nhóm / miền electron trên nguyên tử trung tâm, cho dù chúng là các electron liên kết hoặc electron không liên kết. Các cặp electron được định nghĩa là các electron theo cặp hoặc liên kết, cặp đơn độc hoặc đôi khi là một electron chưa ghép cặp. Do các electron luôn luôn chuyển động không đổi và đường đi của chúng không thể được xác định chính xác, nên sự sắp xếp của các electron trong phân tử được mô tả theo phân bố mật độ electron. Hãy lấy một ví dụ về metan, công thức hóa học là CH₄. Ở đây, nguyên tử trung tâm là carbon với 4 electron hóa trị và 4 electron chia sẻ hydro với 1 carbon để tạo thành 4 liên kết cộng hóa trị. Điều này có nghĩa là có tổng cộng 8 electron xung quanh carbon và không có liên kết đơn, vì vậy số cặp đơn độc ở đây là 0. Nó gợi ý CH₄ là hình học tứ diện.

Hình học phân tử là gì?

Hình học phân tử được sử dụng để xác định hình dạng của một phân tử. Nó chỉ đơn giản đề cập đến sự sắp xếp ba chiều hoặc cấu trúc của các nguyên tử trong một phân tử. Hiểu về hình dạng phân tử của hợp chất giúp xác định độ phản ứng, độ phân cực, màu sắc, pha của vật chất và từ tính. Hình dạng của một phân tử thường được mô tả về độ dài liên kết, góc liên kết và góc xoắn. Đối với các phân tử nhỏ, công thức phân tử và bảng có độ dài và góc liên kết chuẩn có thể là tất cả những gì cần thiết để xác định hình dạng của phân tử. Không giống như hình học điện tử, nó được dự đoán bằng cách chỉ xem xét các cặp electron. Hãy lấy một ví dụ về nước (H₂O). Ở đây, oxy (O) là nguyên tử trung tâm có 6 electron hóa trị nên cần thêm 2 electron từ 2 nguyên tử hydro để hoàn thành octet của nó. Vì vậy, có 4 nhóm electron được sắp xếp theo hình tứ diện. Ngoài ra còn có 2 cặp liên kết đơn, do đó hình dạng kết quả bị uốn cong.

Sự khác biệt giữa hình học điện tử và hình học phân tử

Thuật ngữ cho hình học điện tử và hình học phân tử

 Thuật ngữ hình học điện tử đề cập đến tên của hình học của cặp / nhóm / miền electron trên nguyên tử trung tâm, cho dù chúng là các electron liên kết hoặc electron không liên kết. Nó giúp hiểu cách các nhóm electron khác nhau được sắp xếp trong một phân tử. Mặt khác, hình học phân tử xác định hình dạng của phân tử và đó là cấu trúc ba chiều của các nguyên tử trong phân tử. Nó giúp hiểu toàn bộ nguyên tử và sự sắp xếp của nó.

Hình học

Hình dạng của một phân tử được xác định trên cơ sở chỉ các cặp electron liên kết chứ không phải số lượng cặp electron. Đó là hình dạng ba chiều mà một phân tử chiếm trong không gian. Hình dạng phân tử cũng được định nghĩa là vị trí của hạt nhân nguyên tử trong phân tử. Mặt khác, hình học điện tử của một phân tử, được xác định dựa trên cả hai cặp electron liên kết và cặp electron đơn độc. Hình dạng electron có thể được xác định bằng Lý thuyết VESPR.

Ví dụ về hình học điện tử và hình học phân tử

Một trong nhiều ví dụ về hình học electron tứ diện là Amoniac (NH₃). Nguyên tử trung tâm ở đây là N và bốn cặp electron được phân bố theo hình tứ diện chỉ có một cặp electron đơn độc. Do đó, dạng hình học electron của NH3 là tứ diện. Tuy nhiên, hình học phân tử của nó là hình chóp tam giác vì các góc liên kết là 107 độ khi các nguyên tử hydro bị đẩy lùi bởi cặp electron đơn độc xung quanh nitơ. Tương tự, dạng hình học phân tử của nước (H₂O) bị uốn cong vì có 2 cặp liên kết đơn.

Hình học điện tử so với hình học phân tử: Biểu đồ so sánh

Tóm tắt hình học điện tử Vs. Hình học phân tử

Cả hình học điện tử và hình học phân tử đều tuân theo Mô hình lực đẩy cặp điện tử vỏ (VESPR) để xác định hình dạng chung của một phân tử dựa trên số lượng cặp electron xung quanh một nguyên tử trung tâm. Tuy nhiên, hình học phân tử chỉ được xác định dựa trên cơ sở các cặp electron liên kết chứ không phải số cặp electron, trong khi hình học electron được xác định dựa trên cả hai cặp electron liên kết và cặp electron đơn độc. Khi không có cặp electron đơn độc nào có mặt trong một phân tử, hình dạng electron giống như hình dạng phân tử. Giống như chúng ta đã nói, hình dạng của một phân tử nói rất nhiều về nó và bước đầu tiên để hiểu về hóa học của phân tử là xác định hình dạng của nó.