In de chemie verwijst het elektronendomein naar het aantal eenzame paren of binding locaties rond een bepaald atoom in een molecuul. Elektrondomeinen kunnen ook elektrongroepen worden genoemd. De locatie van de obligatie is onafhankelijk van of de obligatie een enkele, dubbele of drievoudige obligatie is.
Belangrijkste punten: Electron Domain
- Het elektronendomein van een atoom is het aantal eenzame paren of chemische bindingslocaties eromheen. Het vertegenwoordigt het aantal locaties dat naar verwachting elektronen zal bevatten.
- Door het elektronendomein van elk atoom in een molecuul te kennen, kun je de geometrie ervan voorspellen. Dit komt omdat elektronen zich rond een atoom verspreiden om afstoting met elkaar te minimaliseren.
- Elektronenafstoting is niet de enige factor die de moleculaire geometrie beïnvloedt. Elektronen worden aangetrokken door positief geladen kernen. De kernenstoten elkaar op hun beurt af.
Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory
Stel je voor dat je aan het uiteinde twee ballonnen aan elkaar knoopt. De ballonnen stoten elkaar automatisch af. Voeg een derde ballon toe en hetzelfde gebeurt zodat de vastgebonden uiteinden een gelijkzijdige driehoek vormen. Voeg een vierde ballon toe en de gebonden uiteinden heroriënteren zich in een tetraëdrische vorm.
Hetzelfde fenomeen doet zich voor bij elektronen. Elektronen stoten elkaar af, dus wanneer ze dicht bij elkaar worden geplaatst, organiseren ze zichzelf automatisch in een vorm die de afstoting tussen hen minimaliseert. Dit fenomeen wordt beschreven als VSEPR of Valence Shell Electron Pair Repulsion.
Electron domein wordt gebruikt in VSEPR theorie om de moleculaire geometrie van een molecuul te bepalen. De afspraak is om het aantal bindingselektronenparen aan te geven met de hoofdletter X, het aantal alleenstaande elektronenparen met de hoofdletter E en de hoofdletter A voor het centrale atoom van het molecuul (BIJLnEm). Houd er bij het voorspellen van de moleculaire geometrie rekening mee dat de elektronen in het algemeen proberen de afstand tot elkaar te maximaliseren andere, maar ze worden beïnvloed door andere krachten, zoals de nabijheid en grootte van een positief geladen kern.
CO2 heeft twee elektronendomeinen rond het centrale koolstofatoom. Elke dubbele binding telt als één elektronendomein.
Relatie van elektrondomeinen met moleculaire vorm
Het aantal elektron domeinen geeft het aantal plaatsen aan waar je elektronen rond een centraal atoom kunt verwachten. Dit heeft op zijn beurt betrekking op de verwachte geometrie van een molecuul. Wanneer de rangschikking van het elektronendomein wordt gebruikt om rond het centrale atoom van een molecuul te beschrijven, kan dit de geometrie van het elektronendomein van het molecuul worden genoemd. De rangschikking van atomen in de ruimte is de moleculaire geometrie.
Voorbeelden van moleculen, hun elektronendomeingeometrie en moleculaire geometrie zijn:
- BIJL2 - De structuur van het domein met twee elektronen produceert een lineair molecuul met elektronengroepen op 180 graden van elkaar. Een voorbeeld van een molecuul met deze geometrie is CH2= C = CH2, die twee H heeft2C-C-bindingen vormen een hoek van 180 graden. Kooldioxide (CO2) is een ander lineair molecuul, bestaande uit twee O-C-bindingen die 180 graden van elkaar verwijderd zijn.
- BIJL2E en AX2E2 - Als er twee elektronendomeinen en één of twee eenzame elektronenparen zijn, kan het molecuul verbogen zijn geometrie. Eenzame elektronenparen leveren een grote bijdrage aan de vorm van een molecuul. Als er één eenzaam paar is, is het resultaat een trigonale vlakke vorm, terwijl twee eenzame paren een tetraëdrische vorm produceren.
- BIJL3 - Het drie-elektronendomeinsysteem beschrijft een trigonale vlakke geometrie van een molecuul waarin vier atomen zijn gerangschikt om driehoeken te vormen ten opzichte van elkaar. De hoeken lopen op tot 360 graden. Een voorbeeld van een molecuul met deze configuratie is boortrifluoride (BF3), die drie F-B-bindingen heeft, die elk een hoek van 120 graden vormen.
Electron Domains gebruiken om moleculaire geometrie te vinden
Om de moleculaire geometrie te voorspellen met behulp van het VSEPR-model:
- Schets het Lewis-structuur van het ion of molecuul.
- Schik de elektronendomeinen rond het centrale atoom om afstoting te minimaliseren.
- Tel het totale aantal elektronendomeinen.
- Gebruik de hoekschikking van de chemische bindingen tussen de atomen om de moleculaire geometrie te bepalen. Houd er rekening mee dat meerdere bindingen (d.w.z. dubbele bindingen, drievoudige bindingen) tellen als één elektronendomein. Met andere woorden, een dubbele binding is één domein, niet twee.
Bronnen
Heel, William L. 'Moderne anorganische chemie.' McGraw-Hill College, 1 juni 1984.
Petrucci, Ralph H. "Algemene chemie: principes en moderne toepassingen." F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura, et al., 11e editie, Pearson, 29 februari 2016.