Enseigner la géométrie moléculaire ne doit pas impliquer des orbitales moléculaires et la mécanique quantique. En fait, vous pouvez enseigner à presque toutes les classes ou le public en termes de paire d'électrons de valence shell répulsion (VSEPR) théorie. Tant que vos élèves ou auditeurs savent déjà comment dessiner et interpréter les structures de points de Lewis, vous pouvez leur apprendre à utiliser ces structures avec VSEPR pour comprendre la forme d'une molécule en 3-D.
Instructions
1 Dessinez des structures de Lewis de points pour les molécules suivantes: dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre, l'ammoniac, le méthane, le pentachlorure de phosphore, l'hexafluorure de soufre.
2 Expliquez que pour l'application du modèle de VSEPR, chaque paire isolée et seule double liaison / / triple dans une structure de points Lewis représente une région de densité d'électrons. Electrons se repoussent mutuellement, de sorte que ces régions veulent être aussi éloignés les uns des autres que possible. Les régions de densité électronique autour de chaque atome vont se disposer de telle manière qu'ils maximisent leur distance par rapport à l'autre.
3 Faites remarquer que dans VSEPR, quand il vient à comprendre comment les obligations et les paires d'électrons sont disposés autour d'un atome, des liaisons simples, doubles et triples ne sont pas traités différemment les uns des autres. En d'autres termes, une liaison simple est traitée différemment d'une triple liaison, même si la triple liaison contient plus d'électrons. Une seule paire, cependant, est supposé prendre un peu plus d'espace que le collage des paires, donc où une seule paire est présent, la liaison des angles entre les autres obligations sont légèrement inférieurs à ce qu'ils seraient normalement.
4 Commencez avec votre dessin de monoxyde de carbone. Signaler que l'atome de carbone dans le centre de CO2 a deux doubles liaisons par conséquent deux zones de densité d'électrons. Ces deux régions veulent être aussi éloignés les uns des autres que possible, de sorte que l'angle entre les deux doubles liaisons sera de 180 degrés, ce qui signifie qu'ils seront orientées dans des directions opposées. La molécule est linéaire.
5 Procéder à la structure du dioxyde de soufre. Il y a trois régions à forte densité d'électrons autour de l'atome de soufre central - une seule paire et deux doubles liaisons. La configuration qui va garder tous les trois aussi loin que possible sera un triangle équilatéral dans un plan avec des angles de liaison de 120 degrés. Ce type de configuration est appelé trigonale plane. Parce que la seule paire prend un peu plus d'espace que les paires de liaison, l'angle entre les deux soufre-oxygène doubles liaisons sera légèrement inférieur à 120 degrés dans ce cas.
6 On notera que l'ammoniac a quatre régions de densité d'électrons, de sorte que la configuration résultante sera tétraédriques, où les trois atomes d'hydrogène et de point de doublet vers les coins d'une pyramide. Les angles de liaison résultant seraient normalement environ 109,5 degrés, mais la seule paire prend un peu plus d'espace, de sorte qu'il sera un peu moins de 109,5 dans ce cas.
7 Expliquez que les angles de liaison dans le méthane seront environ 109,5, car il y a quatre liaisons carbone-hydrogène disposés autour de l'atome de carbone central, de sorte que la configuration tétraédrique est le plus favorable.
8 Passez à pentachlorure de phosphore, qui a cinq régions de densité d'électrons autour de l'atome de phosphore central, il adoptera un type de configuration appelé pentagonale. Trois des chlores se situent dans le même plan horizontal avec des angles de liaison de 120 degrés entre les liaisons phosphore-chlore. Les autres liaisons deux phosphore chlore pointent directement vers le haut et vers le bas à 90 degrés par rapport au plan contenant les trois premiers.
9 Faites remarquer que l'hexafluorure de soufre a six régions de densité d'électrons, de sorte que sa configuration sera octaédrique, où chaque liaison soufre-fluor est à un angle de 90 degrés par rapport à ses quatre voisins. Cette configuration est complètement symétrique.
dix Construire des modèles de chaque molécule (ou qu'ils soient prêts à l'avance). Utilisez un kit de modélisation moléculaire ou un ensemble de balles en mousse et des cure-dents. Si vous avez un large public, utiliser une diapositive PowerPoint. Montrez votre public ce que chacune des molécules ressemble à des angles différents et expliquer que, encore une fois, ils peuvent prédire quelle géométrie la molécule adoptera en choisissant celui qui maximise la distance entre les régions de densité d'électrons.
Conseils et avertissements
- Le modèle VSEPR est inexacte à bien des égards. Les prédictions qu'il fait, cependant, sont qualitativement précis dans la plupart des cas, de sorte que vous et votre public pouvez l'utiliser pour comprendre et prédire la géométrie moléculaire. Néanmoins, il pourrait être sage d'expliquer que VSEPR est pas vraiment une image précise de la façon dont les électrons sont effectivement disposés autour des atomes dans les molécules - juste un outil que vous pouvez utiliser pour trouver la forme d'une molécule.