Il numero sterico è uguale al numero di $ \ sigma $-legami + il numero di coppie solitarie di elettroni sullatomo centrale. Ci dà il numero di orbitali ibridati.
È abbastanza semplice calcolarlo, ma il problema qui è che bisogna sempre disegnare la struttura di Lewis prima di poter effettivamente calcolare il numero sterico, e poi il numero e il tipo di orbitali ibridi. Anche questo è abbastanza semplice per un composto più piccolo, anche come XeF $ _6 $, ma quando si tratta di idrocarburi complessi, “è un po difficile.
La mia domanda è che esiste qualche noto (o scorciatoia) non così nota, ma funzionante per farlo, in modo da risparmiare tempo? Sarebbe bello se qualcuno potesse condividere le proprie idee e aiutarmi.
Grazie in anticipo.
Commenti
- Vorrei sottolineare che la prima e la seconda frase si contraddicono. Prendi ad esempio $ \ ce {SF4} $. Abbiamo due 2 -elettrone-2-centro (2e2c) $ \ ce {SF} $ $ \ sigma $ obbligazioni e uno (anche 4e3c $ \ ce {F \ bond {…} S \ bond {…} F} $ obbligazioni Abbiamo anche unulteriore coppia solitaria. Anche il legame 4e3c è $ \ sigma $ -simmetrico. Pertanto, abbiamo tre o quattro legami $ \ sigma $ – a seconda di come contate – e quindi un numero sterico di quattro o cinque. Tuttavia, lo zolfo è $ \ mathrm {sp ^ 2} $ ibridato, cioè solo tre orbitali prendono parte allibridazione.
- Questa domanda è stata posta prima che io imparassi d sul concetto di banana bond e altri legami speciali, in cui sono presenti più centri (come 4e3c e 2e3c). Quindi, ho assunto che in tutti i composti, il numero sterico è uguale al numero di orbitali ibridati.
Risposta
Risposta breve: no.
Il numero sterico è una proprietà di un atomo, non un composto. Devi sapere cosa un atomo è connesso a un dato atomo per conoscere il suo numero sterico. Per i composti semplici, di solito puoi determinare queste connessioni perché la formula suggerisce un atomo centrale e gruppi circostanti. Per gli idrocarburi e altri composti organici, è necessario considerare lisomeria. Data la capacità del carbonio di formare complicati schemi di legame, anche semplici formule possono produrre un discreto numero di isomeri con differenti schemi di legame e numeri sterici.
Vediamo alcuni esempi.
$ \ ce { C4H10} $
Questa formula corrisponde a due composti con le strutture mostrate:
In questo caso, entrambi i composti hanno tutti e quattro gli atomi di carbonio con numero sterico di 4.
non è sempre vero che un insieme di gli isomeri degli idrocarburi avranno sempre lo stesso numero sterico per tutti gli atomi di carbonio o anche lo stesso insieme di numeri sterici.
$ \ ce {C4H8} $
Questa formula corrisponde a sei isomeri:
Tieni presente che quattro di queste strutture hanno due atomi di carbonio con numero sterico 4 e due atomi di carbonio con numero sterico 3. Le altre due hanno tutti e quattro gli atomi di carbonio con numero sterico 4.
Qualsiasi metodo per calcolare il numero sterico per atomi di carbonio in un composto organico utilizzando solo la formula fallire. Devi esaminare la struttura.
Risposta
Va bene … ho trovato una scorciatoia e vorrei condividerla nel caso fosse utile per altri. Tuttavia, questa formula è applicabile a molecole con solo un atomo centrale.
Ecco come funziona :
-
Trova $ N = \ frac {V + M \ pm I} {2} $, dove $ V = n (\ ce {e -}) $, il numero di elettroni di valenza dellatomo centrale, che è uguale al numero di gruppo secondo il vecchio sistema IUPAC, $ M = n (\ text {atom}) $, il numero di atomi monovalenti direttamente legati ad esso, e $ I $ è il numero di cariche positive o negative presenti (sottrarre se la carica è positiva e sommarla se la carica è negativa). Questo $ N $ è il numero sterico.
-
Ora, trova il numero di coppie di legami ($ BP $) di elettroni, che è uguale al numero di atomi che circondano la centrale atomo. Tuttavia, questo è un po difficile per una specie come $ \ ce {H3BO3} $, che in realtà è $ \ ce {B (OH) 3} $, se scritta secondo il metodo IUPAC di scrivere prima gli atomi meno elettronegativi.
-
Successivamente, trova il numero di coppie solitarie ($ LP $) di elettroni, che è uguale a $ N-BP $.
-
Ora, disegna la struttura dellatomo, usando latomo centrale, disegnando lo scheletro dellatomo usando il numero sterico, e quindi assegnando le coppie di legami e le coppie solitarie ai rispettivi legami / atomi.
Questo è per un atomo con un singolo atomo centrale.
Ora, per un idrocarburo, sebbene non sia possibile ottenere la forma direttamente dalla formula molecolare, è possibile trovare la sua struttura e ibridazione se e solo se viene fornita la struttura di base dellatomo.
- Per un composto con un singolo legame $ \ sigma $ tra atomi di carbonio, libridazione è $ sp ^ 3 $
- Per un $ \ sigma $ e uno $ \ pi $ bond, è $ sp ^ 2 $ ibridato e
- Per un $ \ sigma $ e due $ \ pi $ bond, è $ sp $ ibridato.
Quindi, essenzialmente, non esiste una formula per gli idrocarburi, ma esiste una formula per composti più piccoli, con un singolo atomo centrale .
Risposta
Ho insegnato ai miei studenti la stessa scorciatoia di AbhigyanC, ma espressa in modo leggermente diverso. Utilizzando gli stessi simboli:
LP = (VMI) / 2
dove
LP = Numero di coppie solitarie sullatomo centrale
V = N. elettroni di valenza portati dallatomo centrale
M = N. di idrogeni o alogeni legati allatomo centrale
I = Carica della specie
È una riorganizzazione della formula di carica formale e utilizza le seguenti osservazioni aggiuntive:
- Lidrogeno crea sempre legami singoli
- Gli alogeni creano legami singoli quando sono periferici (a almeno abbastanza buono per la chimica generale)
- La carica netta può essere assegnata allatomo centrale perché gli atomi periferici consentiti non assumono cariche formali diverse da zero
Ovviamente il Il numero sterico è: N = M + LP
Questa scorciatoia consente a me (e a qualsiasi studente che la adotta) di guardare semplicemente una formula e ottenere la previsione VSEPR con un semplice calcolo mentale!