stringtranslate.com

Молекулярная геометрия качелей

Дисфеноидальная или пилообразная (также известная как пилообразная лошадка [1] ) — это тип молекулярной геометрии , в которой есть четыре связи с центральным атомом с общей молекулярной симметрией C 2v . Название «качели» происходит от наблюдения, что это похоже на игровые качели . Чаще всего четыре связи с центральным атомом приводят к тетраэдрической или, реже, квадратной плоской геометрии .

Геометрия качелей возникает, когда молекула имеет стерическое число 5, при этом центральный атом связан с 4 другими атомами и 1 неподеленной парой (AX 4 E 1 в обозначении AXE ). Атом, связанный с 5 другими атомами (и без неподеленных пар), образует тригональную бипирамиду с двумя аксиальными и тремя экваториальными положениями, но в геометрии качелей один из атомов заменяется неподеленной парой электронов, которая всегда находится в экваториальном положении. Это верно, потому что неподеленная пара занимает больше места вблизи центрального атома (A), чем связывающая пара электронов. Экваториальная неподеленная пара отталкивается только двумя связывающими парами под углом 90°, тогда как гипотетическая аксиальная неподеленная пара отталкивалась бы тремя связывающими парами под углом 90°, что сделало бы ее стабильной. Отталкивание связывающими парами под углом 120° намного меньше и менее важно. [2] [1]

Структура

Соединения с дисфеноидальной (пилообразной) геометрией имеют два типа лигандов : аксиальные и экваториальные. Аксиальная пара лежит вдоль общей оси связи, так что они связаны углом связи 180°. Экваториальная пара лигандов расположена в плоскости, ортогональной оси аксиальной пары. Обычно расстояние связи до аксиальных лигандов больше, чем до экваториальных лигандов. Идеальный угол между аксиальными лигандами и экваториальными лигандами составляет 90°; тогда как идеальный угол между двумя экваториальными лигандами составляет 120°.

Дисфеноидальные молекулы, как и тригонально-бипирамидальные, подвержены псевдовращению Берри , при котором аксиальные лиганды перемещаются в экваториальные положения и наоборот. Этот обмен позициями приводит к схожим усредненным по времени средам для двух типов лигандов. Таким образом, спектр ЯМР 19 F SF 4 (как и спектр PF 5 ) состоит из одного резонанса вблизи комнатной температуры. [3] Четыре движущихся атома действуют как рычаг относительно центрального атома; например, четыре атома фтора тетрафторида серы вращаются вокруг атома серы. [4]

Примеры

Тетрафторид серы является ярким примером молекулы с дисфеноидальной молекулярной геометрией (см. изображение вверху справа). Следующие соединения и ионы имеют дисфеноидальную геометрию: [5]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Shields, Shawn P. "The Trigonal Bipyramid Geometry (SN = 5) (VSEPR Part 4)" (PDF) . Химия . Получено 3 апреля 2022 г. . SN = 5 с одной неподеленной парой. Молекулярная форма: коньки или качели
  2. ^ Мисслер, Гэри Л.; Тарр, Дональд А. (1999). Неорганическая химия (2-е изд.). Prentice-Hall. стр. 58–59. ISBN 0-13-841891-8.
  3. ^ Клемперер, Уолтер Г.; Кригер, Джин К.; МакКрири, Майкл Д.; Мюттертис, Э.Л.; Трафиканте, Дэниел Д.; Уайтсайдс, Джордж М. (1975). «Динамическое ядерно-магнитное резонансное исследование обмена фтора в жидком тетрафториде серы». J. Am. Chem. Soc . 97 (24): 7023–7030. doi :10.1021/ja00857a012.
  4. ^ Касс, Мэрион Э.; Хий, Кинг Куок (Мими); Рзепа, Генри С. (1 февраля 2006 г.). "Механизмы, которые обмениваются аксиальными и экваториальными атомами во флюксиальных процессах: Иллюстрация псевдоротации Берри, турникета и рычажных механизмов с помощью анимации переходных состояний нормальных колебательных мод". Журнал химического образования . 83 (2): 336. Bibcode : 2006JChEd..83..336C. ​​doi : 10.1021/ed083p336.2 . Рукопись представлена ​​в журнал химического образования 21 апреля 2005 г.
  5. ^ Seesaw Molecular Geometry, AX4E1 25 декабря 2007 г. Архивировано 3 ноября 2014 г. на Wayback Machine

Внешние ссылки