Det steriske tal er lig med antallet af $ \ sigma $ -obligationer + antallet af ensomme elektronpar på det centrale atom. Det giver os antallet af hybridiserede orbitaler.
Det er ret ligetil at beregne det, men problemet her er, at man altid skal tegne Lewis-strukturen, før man faktisk kan komme til at beregne det steriske tal, og derefter antallet og typerne af hybridorbitaler. Selv det er ret simpelt for en mindre forbindelse, selv som XeF $ _6 $, men når det kommer til komplekse carbonhydrider, er det lidt svært.
Mit spørgsmål er, at der er noget kendt (eller ikke så velkendt, men arbejder) genvej til at gøre dette for at spare tid? Det ville være dejligt, hvis nogen kunne dele deres ideer og hjælpe mig.
På forhånd tak.
Kommentarer
- Jeg vil gerne påpege, at din første og anden sætning er i modstrid med sig selv. Tag for eksempel $ \ ce {SF4} $. Vi har to 2 -elektron-2-center (2e2c) $ \ ce {SF} $ $ \ sigma $ obligationer og en (også 4e3c $ \ ce {F \ obligation {…} S \ obligation {…} F} $ obligation Vi har også et ekstra ensomt par. 4e3c-obligationen er også $ \ sigma $ -symmetrisk. Derfor har vi tre eller fire $ \ sigma $ obligationer – afhængigt af hvordan du tæller – og dermed et sterisk antal på fire eller fem. Imidlertid er svovl $ \ mathrm {sp ^ 2} $ hybridiseret, dvs. kun tre orbitaler deltager i hybridisering.
- Dette spørgsmål blev sendt før jeg havde lært d om begrebet bananbindinger og andre specielle bindinger, hvor flere centre er til stede (såsom 4e3c og 2e3c). Derfor antog jeg, at sterisk antal i alle forbindelser er lig med antallet af hybridiserede orbitaler.
Svar
Kort svar: nej.
Det steriske tal er en egenskab for et atom, ikke en forbindelse. Du skal vide, hvad et atom, der er forbundet med et givet atom, for at kende dets steriske nummer. For enkle forbindelser kan du normalt bestemme disse forbindelser, fordi formlen antyder et centralt atom og omgivende grupper. For kulbrinter og andre organiske forbindelser skal du overveje isomerisme. I betragtning af kulstofens evne til at danne komplicerede bindingsmønstre kan selv enkle formler producere et rimeligt antal isomerer med forskellige bindingsmønstre og steriske tal.
Lad os se på nogle eksempler.
$ \ ce { C4H10} $
Denne formel svarer til to forbindelser med de viste strukturer:
I dette tilfælde har begge forbindelser alle fire carbonatomer med et sterisk antal på 4.
det er ikke altid sandt, at et sæt carbonhydridisomerer vil altid have det samme steriske tal for alle kulstofatomer eller endda det samme sæt steriske tal.
$ \ ce {C4H8} $
Denne formel svarer til seks isomerer:
Bemærk, at fire af disse strukturer har to carbonatomer med sterisk nummer 4 og to kulstofatomer med sterisk nummer 3. De to andre har alle fire kulstofatomer med sterisk nummer 4.
Enhver metode til at beregne sterisk antal for kulstofatomer i en organisk forbindelse, der kun bruger formlen mislykkes. Du skal undersøge strukturen.
Svar
Okay … Jeg fandt mig selv en genvej og vil gerne dele denne, hvis det er nyttigt for andre. Denne formel gælder dog for molekyler med kun et centralt atom.
Sådan går det :
-
Find $ N = \ frac {V + M \ pm I} {2} $, hvor $ V = n (\ ce {e -}) $, antallet af valenselektroner fra det centrale atom, som er lig med gruppetallet ifølge det gamle IUPAC-system, $ M = n (\ text {atom}) $, antallet af monovalente atomer, der er direkte bundet til det, og $ I $ er antallet af tilstedeværende positive eller negative ladninger (træk den, hvis ladningen er positiv, og tilføj den, hvis ladningen er negativ). Denne $ N $ er det steriske tal.
-
Find nu antallet af Bond Pairs ($ BP $) elektroner, hvilket er lig med antallet af atomer, der omgiver den centrale atom. Dette er dog lidt vanskeligt for en art som $ \ ce {H3BO3} $, som faktisk er $ \ ce {B (OH) 3} $, når den skrives efter IUPAC-metoden til først at skrive de mindre elektronegative atomer.
-
Find derefter antallet af ensomme par ($ LP $) elektroner, hvilket er lig med $ N-BP $.
-
Nu tegner du atomets struktur ved hjælp af det centrale atom, tegner atomets skelet ved hjælp af det steriske tal og tildeler derefter bindingspar og ensomme par til de respektive bindinger / atomer.
Det er for et atom med et enkelt centralt atom.
Nu for et carbonhydrid, skønt det ikke er muligt at få formen direkte fra molekylformlen, er det muligt at finde dets struktur og hybridisering, hvis og kun hvis atomens grundlæggende struktur er tilvejebragt.
- For en forbindelse med en enkelt $ \ sigma $ binding mellem kulstofatomer er hybridiseringen $ sp ^ 3 $
- For en $ \ sigma $ og en $ \ pi $ obligation, det er $ sp ^ 2 $ hybridiseret, og
- For en $ \ sigma $ og to $ \ pi $ obligationer er det $ sp $ hybridiseret.
Så i det væsentlige er der ingen formel for carbonhydrider, men der er en formel for mindre forbindelser med et enkelt centralt atom kun div.
Svar
Jeg har lært mine elever den samme genvej af AbhigyanC, men udtrykte lidt anderledes. Brug af de samme symboler:
LP = (VMI) / 2
hvor
LP = Antal ensomme par på det centrale atom
V = Nr. Valenselektroner bragt af det centrale atom
M = Antal hydrogener eller halogener bundet til det centrale atom
I = Opladning af arten
Det er en omlægning af den formelle afgiftsformel og bruger følgende yderligere observationer:
- Hydrogen danner altid enkeltbindinger
- Halogener laver enkeltbindinger, når de er perifere (ved mindst god nok til generel kemi)
- Nettoladningen kan tildeles det centrale atom, fordi de tilladte perifere atomer ikke påtager sig ikke-nul formelle ladninger
Selvfølgelig er sterisk tal er: N = M + LP
Denne genvej tillader mig (og enhver studerende, der adopterer den) simpelthen at se på en formel og komme med VSEPR-forudsigelsen med en simpel mental beregning!