Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Тригональная бипирамидальная молекулярная геометрия
Тригональные-бипирамидальные-3D-шары.png
ПримерыПФ 5 , Fe (CO) 5
Группа точекД 3ч
Координационный номер5
Угол крепления90 °, 120 °
μ (полярность)0

В химии образование тригональной бипирамиды представляет собой молекулярную геометрию с одним атомом в центре и еще 5 атомами в углах треугольной бипирамиды . Это та геометрия, для которой валентные углы, окружающие центральный атом, не идентичны (см. Также пентагональную бипирамиду ), потому что не существует геометрического расположения с пятью концевыми атомами в эквивалентных положениях. Примерами такой молекулярной геометрии являются пентафторид фосфора (PF 5 ) и пентахлорид фосфора (PCl 5 ) в газовой фазе. [1]

Осевое (или апикальное) и экваториальное положения [ править ]

Форма молекулы тригонально-бипирамидальной формы
ax = аксиальный лиганд (на единственной оси)
eq = экваториальный лиганд (в плоскости, перпендикулярной единственной оси)

Не все пять атомов, связанных с центральным атомом, эквивалентны, и определены два разных типа положения. Для пентахлорида фосфора, например, атом фосфора имеет общую плоскость с тремя атомами хлора, расположенными под углом 120 ° друг к другу в экваториальных положениях, и еще двумя атомами хлора выше и ниже плоскости ( осевое или апикальное положения).

Согласно теории молекулярной геометрии VSEPR , осевое положение более тесно, потому что у аксиального атома есть три соседних экваториальных атома (на одном центральном атоме) под углом связи 90 °, тогда как у экваториального атома есть только два соседних аксиальных атома на расстоянии Угол крепления 90 °. Для молекул с пятью идентичными лигандами длины аксиальных связей имеют тенденцию быть больше, потому что атом лиганда не может приближаться к центральному атому так близко. Например, в PF 5 осевая длина связи P-F составляет 158 пм, а экваториальная - 152 пм, а в PCl 5 аксиальная и экваториальная длина составляют  214 и 202 пм соответственно. [1]

В смешанном галогениде PF 3 Cl 2 хлор занимает два экваториальных положения [1], что указывает на то, что фтор имеет большую апикофильность или тенденцию занимать аксиальное положение. В общем, апикофильность лиганда увеличивается с электроотрицательностью, а также со способностью акцептировать пи-электрон, как в последовательности Cl <F <CN. [2] Оба фактора уменьшают концентрацию электронов в области связи около центрального атома, так что скученность в осевом положении менее важна.

Связанные геометрии с одинокими парами [ править ]

Теория VSEPR также предсказывает, что замещение лиганда в центральном атоме неподеленной парой валентных электронов оставляет общую форму расположения электронов неизменной, и неподеленная пара теперь занимает одну позицию. Для молекул с пятью парами валентных электронов, включая как связывающие пары, так и неподеленные пары, электронные пары по-прежнему расположены в тригональной бипирамиде, но одно или несколько экваториальных положений не прикреплены к атому лиганда, так что геометрия молекулы (только для ядер) отличается.

Качелей молекулярная геометрия находится в тетрафторида серы (SF 4 ) с центральным атомом серы окружен четырьмя атомами фтора , занимающих два осевых и двух экваториальных положениях, а также один экваториальной неподеленной пары, что соответствует АХ 4 молекулы Е в AX обозначениях . Т-образная молекулярная геометрия находится в трехфтористом хлоре (CLF 3 ), в АХ 3 Е 2 молекулы с атомами фтора в двух осевых и одного экваториальном положении, а также два экваториальных неподеленного пара. Наконец, трииодид- ион ( I-
3) также основан на тригональной бипирамиде, но реальная молекулярная геометрия линейна с концевыми атомами йода только в двух аксиальных положениях, а три экваториальных положения заняты неподеленными парами электронов (AX 2 E 3 ); Другой пример такой геометрии - дифторид ксенона XeF 2 .

Псевдовращение ягод [ править ]

Изомеры с тригонально-бипирамидальной геометрией способны взаимопревращаться посредством процесса, известного как псевдовращение Берри . Псевдовращение похоже на концепцию движения конформационного диастереомера, хотя полных оборотов не происходит. В процессе псевдовращения два экваториальных лиганда (оба имеют более короткую длину связи, чем третий) «смещаются» к оси молекулы, в то время как аксиальные лиганды одновременно «смещаются» к экватору, создавая постоянное циклическое движение. Псевдовращение особенно заметно в простых молекулах, таких как пентафторид фосфора (PF 5 ).

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Housecroft, CE; Шарп, AG (2004). Неорганическая химия (2-е изд.). Прентис Холл. п. 407. ISBN. 978-0-13-039913-7.
  2. ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « Апикофильность ». DOI : 10,1351 / goldbook.AT06990

Внешние ссылки [ править ]

  • Центр молекулярной структуры Университета Индианы
  • Интерактивные молекулярные примеры для точечных групп
  • Молекулярное моделирование
  • Анимированный тригональный планарный визуал