Det steriska talet är lika med antalet $ \ sigma $ -obligationer + antalet ensamma elektronpar i centralatomen. Det ger oss antalet hybridiserade orbitaler.
Det är ganska enkelt att beräkna det, men problemet här är att man alltid måste rita Lewis-strukturen innan man faktiskt kan komma att beräkna det steriska talet, och sedan antalet och typerna av hybridorbitaler. Även det är ganska enkelt för en mindre förening, till och med som XeF $ _6 $, men när det gäller komplexa kolväten är det lite svårt.
Min fråga är att det finns någon välkänd (eller inte så känd, men arbetar) genväg för att göra detta, för att spara tid? Det skulle vara jättebra om någon kunde dela med sig av sina idéer och hjälpa mig.
Tack på förhand.
Kommentarer
- Jag vill påpeka att dina första och andra meningar motsäger sig själva. Ta till exempel $ \ ce {SF4} $. Vi har två 2 -elektron-2-center (2e2c) $ \ ce {SF} $ $ \ sigma $ obligationer och en (även 4e3c $ \ ce {F \ bond {…} S \ bond {…} F} $ obligation Vi har också ytterligare ett ensamt par. 4e3c-obligationen är också $ \ sigma $ -symmetrisk. Därför har vi tre eller fyra $ \ sigma $ obligationer – beroende på hur du räknar – och därmed ett steriskt antal på fyra eller fem. Svavel är emellertid $ \ mathrm {sp ^ 2} $ hybridiserat, det vill säga endast tre orbitaler deltar i hybridisering.
- Den här frågan publicerades innan jag hade lärt mig d om begreppet bananbindningar och andra speciella bindningar, i vilka flera centra finns (såsom 4e3c och 2e3c). Därför antog jag att steriskt antal i alla föreningar är lika med antalet hybridiserade orbitaler.
Svar
Kort svar: nej.
Det steriska talet är en egenskap hos en atom, inte en förening. Du måste veta vilken atom som är ansluten till en given atom för att få veta dess steriska nummer. För enkla föreningar kan du vanligtvis bestämma dessa anslutningar eftersom formeln antyder en central atom och omgivande grupper. För kolväten och andra organiska föreningar måste du överväga isomerism. Med tanke på kolens förmåga att bilda komplicerade bindningsmönster kan även enkla formler producera ett ganska stort antal isomerer med olika bindningsmönster och steriska tal.
Låt oss titta på några exempel.
$ \ ce { C4H10} $
Denna formel motsvarar två föreningar med de strukturer som visas:
I det här fallet har båda föreningarna alla fyra kolatomer med steriskt antal 4.
det är inte alltid sant att en uppsättning kolväteisomerer kommer alltid att ha samma steriska tal för alla kolatomer eller till och med samma uppsättning steriska tal.
$ \ ce {C4H8} $
Denna formel motsvarar sex isomerer:
Observera att fyra av dessa strukturer har två kolatomer med steriskt nummer 4 och två kolatomer med steriskt nummer 3. De andra två har alla fyra kolatomer med steriskt nummer 4.
Vilken metod som helst för att beräkna steriskt antal för kolatomer i en organisk förening med bara formeln kommer misslyckas. Du måste undersöka strukturen.
Svar
Okej … Jag fann mig själv en genväg och vill dela den här om det är användbart för andra. Denna formel är dock tillämplig på molekyler med endast en centralatom.
Så här går det :
-
Hitta $ N = \ frac {V + M \ pm I} {2} $, där $ V = n (\ ce {e -}) $, antalet av valenselektroner från den centrala atomen, vilket är lika med gruppnumret enligt det gamla IUPAC-systemet, $ M = n (\ text {atom}) $, antalet monovalenta atomer direkt bundna till det och $ I $ är antal positiva eller negativa laddningar närvarande (subtrahera den om laddningen är positiv och lägg till den om laddningen är negativ). Denna $ N $ är det steriska numret.
-
Hitta nu antalet Bondpar ($ BP $) elektroner, vilket är lika med antalet atomer som omger den centrala atom. Detta är dock lite svårt för en art som $ \ ce {H3BO3} $, som faktiskt är $ \ ce {B (OH) 3} $, när den skrivs enligt IUPAC-metoden för att först skriva de mindre elektronegativa atomerna.
-
Hitta sedan antalet Lone Pairs ($ LP $) elektroner, vilket är lika med $ N-BP $.
-
Rita nu atomens struktur, använd den centrala atomen, rita atomens skelett med det steriska talet och tilldela sedan bindningsparen och ensamma par till respektive bindningar / atomer.
Det är för en atom med en enda central atom.
Nu, för ett kolväte, även om det inte är möjligt att få formen direkt från molekylformeln, är det möjligt att hitta dess struktur och hybridisering om och bara om atomens grundstruktur tillhandahålls.
- För en förening med en enda $ \ sigma $ -bindning mellan kolatomer är hybridiseringen $ sp ^ 3 $
- För en $ \ sigma $ och en $ \ pi $ bond är det $ sp ^ 2 $ hybridiserat och
- För en $ \ sigma $ och två $ \ pi $ obligationer är det $ sp $ hybridiserat.
Så i princip finns det ingen formel för kolväten, men det finns en formel för mindre föreningar, med en enda centralatom .
Svar
Jag har undervisat mina elever samma genväg av AbhigyanC, men uttryckt lite annorlunda. Med samma symboler:
LP = (VMI) / 2
där
LP = Antal ensamma par på centrala atomen
V = Antal valenselektroner förda av centrala atomen
M = Antalet väten eller halogener bundna till den centrala atomen
I = Arten laddas
Det är en omläggning av formell laddningsformel och använder följande ytterligare observationer:
- Vätgas gör alltid enstaka bindningar
- Halogener gör enstaka bindningar när de är perifera (vid minst tillräckligt bra för allmän kemi)
- Nettoladdningen kan tilldelas den centrala atomen eftersom de tillåtna perifera atomerna inte tar på sig nollformella laddningar
Naturligtvis steriskt nummer är: N = M + LP
Denna genväg tillåter mig (och alla studenter som adopterar den) att helt enkelt titta på en formel och komma med VSEPR-förutsägelsen med en enkel mentalberäkning!