O número estérico é igual ao número de $ \ sigma $ -bonds + o número de pares solitários de elétrons no átomo central. Ele nos dá o número de orbitais hibridizados.
É muito simples calculá-lo, mas o problema aqui é que sempre se deve desenhar a Estrutura de Lewis antes de poder realmente calcular o número estérico, e então o número e os tipos de orbitais híbridos. Mesmo isso é bastante simples para um composto menor, mesmo como XeF $ _6 $, mas quando se trata de hidrocarbonetos complexos, é “um pouco difícil.
Minha dúvida é se há algum bem conhecido (ou não tão conhecido, mas funcionando) atalho para fazer isso, para economizar tempo? Seria ótimo se alguém pudesse compartilhar suas ideias e me ajudar.
Obrigado desde já.
Comentários
- Gostaria de salientar que sua primeira e segunda frases se contradizem. Tome, por exemplo, $ \ ce {SF4} $. Temos dois 2 -elétron-2-center (2e2c) $ \ ce {SF} $ $ \ sigma $ títulos e um (também 4e3c $ \ ce {F \ bond {…} S \ bond {…} F} $ bond . Também temos um par solitário adicional. A ligação 4e3c também é $ \ sigma $ -simétrica. Portanto, temos três ou quatro ligações $ \ sigma $ – dependendo de como você conta – e, portanto, um número estérico de quatro ou cinco. No entanto, o enxofre é $ \ mathrm {sp ^ 2} $ hibridizado, ou seja, apenas três orbitais participam da hibridização.
- Esta questão foi postada antes de eu ter aprendido d sobre o conceito de ligações banana e outras ligações especiais, em que vários centros estão presentes (como 4e3c e 2e3c). Portanto, presumi que, em todos os compostos, o número estérico é igual ao número de orbitais hibridizados.
Resposta
Resposta curta: não.
O número estérico é uma propriedade de um átomo, não de um composto. Você precisa saber o que um átomo está conectado a um dado átomo para saber seu número estérico. Para compostos simples, geralmente você pode determinar essas conexões porque a fórmula sugere um átomo central e grupos circundantes. Para hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos, você precisa considerar o isomerismo. Dada a capacidade do carbono de formar padrões de ligação complicados, mesmo fórmulas simples podem produzir um bom número de isômeros com diferentes padrões de ligação e números estéricos.
Vejamos alguns exemplos.
$ \ ce { C4H10} $
Esta fórmula corresponde a dois compostos com as estruturas mostradas:
Neste caso, ambos os compostos têm todos os quatro átomos de carbono com número estérico de 4.
nem sempre é verdade que um conjunto de isômeros de hidrocarbonetos sempre terão o mesmo número estérico para todos os átomos de carbono ou mesmo o mesmo conjunto de números estéricos.
$ \ ce {C4H8} $
Esta fórmula corresponde a seis isômeros:
Observe que quatro dos essas estruturas têm dois átomos de carbono com número estérico 4 e dois átomos de carbono com número estérico 3. As outras duas têm todos os quatro átomos de carbono com número estérico 4.
Qualquer método para calcular o número estérico para átomos de carbono em um composto orgânico usando apenas a fórmula irá falhou. Você deve examinar a estrutura.
Resposta
Tudo bem… Encontrei um atalho e gostaria de compartilhá-lo caso seja útil para outras pessoas. No entanto, esta fórmula é aplicável a moléculas com apenas um átomo central.
Veja como funciona :
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Encontre $ N = \ frac {V + M \ pm I} {2} $, onde $ V = n (\ ce {e -}) $, o número de elétrons de valência do átomo central, que é igual ao número do grupo de acordo com o antigo sistema IUPAC, $ M = n (\ text {atom}) $, o número de átomos monovalentes diretamente ligados a ele, e $ I $ é o número de cargas positivas ou negativas presentes (subtraia se a carga for positiva e adicione-o se a carga for negativa). Este $ N $ é o número estérico.
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Agora, encontre o número de pares de ligação ($ BP $) de elétrons, que é igual ao número de átomos ao redor do centro átomo. No entanto, isso é um pouco difícil para uma espécie como $ \ ce {H3BO3} $, que na verdade é $ \ ce {B (OH) 3} $, quando escrita de acordo com o método IUPAC de escrever os átomos menos eletronegativos primeiro.
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A seguir, encontre o número de pares solitários ($ LP $) de elétrons, que é igual a $ N-BP $.
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Agora, desenhe a estrutura do átomo, usando o átomo central, desenhe o esqueleto do átomo usando o número estérico e, em seguida, atribua os pares de ligação e os pares solitários às respectivas ligações / átomos.
Isso é para um átomo com um único átomo central.
Agora, para um hidrocarboneto, embora não seja possível obter a forma diretamente a partir da fórmula molecular, é possível encontrar sua estrutura e hibridação se e somente se a estrutura básica do átomo for fornecida.
- Para um composto com uma única ligação $ \ sigma $ entre átomos de carbono, a hibridização é $ sp ^ 3 $
- Para um $ \ sigma $ e um $ \ pi $ bond, é $ sp ^ 2 $ hibridizado e
- Para um $ \ sigma $ e dois títulos $ \ pi $, é $ sp $ hibridizado.
Então, essencialmente, não há fórmula para hidrocarbonetos, mas há uma fórmula para compostos menores, com um átomo central único apenas.
Resposta
Tenho ensinado a meus alunos o mesmo atalho do AbhigyanC, mas expresso de forma um pouco diferente. Usando os mesmos símbolos:
LP = (VMI) / 2
onde
LP = Número de pares solitários no átomo central
V = No. elétrons de valência trazidos pelo átomo central
M = No. de hidrogênios ou halogênios ligados ao átomo central
I = Carga da espécie
É um rearranjo da fórmula de carga formal e usa as seguintes observações adicionais:
- O hidrogênio sempre faz ligações simples
- Halogênios fazem ligações simples quando são periféricos (em menos bom o suficiente para Química Geral)
- A carga líquida pode ser atribuída ao átomo central porque os átomos periféricos permitidos não assumem cargas formais diferentes de zero
Claro que o número estérico é: N = M + LP
Este atalho permite que eu (e qualquer aluno que o adote) simplesmente olhe para uma fórmula e acesse a previsão VSEPR com um cálculo mental simples!