Pytanie:
Korelacja między prawem Coulomba a teorią VSEPR
MY2K
2014-03-31 17:27:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zawsze mówiono mi na lekcjach chemii, że samotne pary odpychają więcej ze względu na większą gęstość ładunku niż pary wiążące. Ma to sens, gdy występują efekty steryczne, gdy orbitale wiązania nakładają się.

Ale to jest sprzeczne z tym, czego nauczyłem się w fizyce, tj. prawem Coulomba, które mówi, że jedyną rzeczą wpływającą na siłę między dwoma naładowanymi ciałami jest wielkość ładunku i odległość między nimi. Dlatego wydaje mi się dziwne, że samotna para powinna bardziej „odpychać” z powodu większej gęstości ładunku, mimo że ma taką samą wielkość ładunku jak para wiążąca.

Co zaniedbuję lub jeśli mam rację, czy to oznacza, że ​​dla dużych atomów (takich jak jod, gdzie pary elektronów są dalej od siebie), samotne pary i pary wiązań odpychają się jednakowo zgodnie z prawem Coulomba?

Pozwól mi rozwinąć moje pytanie. Prawo Coloumbs'a mówi, że dwie naładowane cząstki o ładunku + q i odległości d odpychają się z siłą (k * q ^ 2 / d ^ 2), gdzie k = 1 / (4 * pi * 8,85 * 10 ^ -11). „Objętość” dwóch naładowanych ciał, a tym samym gęstości ich ładunków, są nieistotne, pod warunkiem, że odległość między ich środkami jest stała.
Chyba miałeś na myśli [VSEPR] (http://en.wikipedia.org/wiki/VSEPR_theory). Jest to bardzo przydatne narzędzie do wyjaśniania pewnych geometrii. W prognozach nie oparłbym się na tej teorii, ponieważ trzeba użyć innych prymitywnych przybliżeń, takich jak hybrydyzacja.
Trzy odpowiedzi:
ashu
2014-03-31 20:28:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W połączonych parach elektronów odpychanie ujemnych ładunków jest nieco zmniejszone przez dodatni ładunek jądra związanego atomu. Ponieważ samotne pary nie muszą radzić sobie z tym dodatnim ładunkiem, naturalnie ich odpychanie jest silniejsze.

Mam nadzieję, że to wyjaśnia twoje wątpliwości !! :)

Ma sens i pasuje do prawa Coulomba! Dziękuję za wyjaśnienie tej sprawy i nie mogę uwierzyć, że o tym nie pomyślałem.
Jannis Andreska
2014-03-31 18:31:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wielkość ładunku jest taka sama w obu przypadkach; jednak rozmiary orbitali są różne. Elektrony samotnej pary znajdują się w polu jednego jądra, podczas gdy dwa elektrony z pary wiążącej znajdują się w polu dwóch jąder. W rezultacie orbital z parą łączącą jest zwykle mniejszy i wymaga mniej miejsca niż bardziej rozproszony orbital samotnej pary. Dlatego odległość między orbitaliami par wiążących jest większa. Zmniejsza to siłę odpychania między nimi, ponieważ zgodnie z prawem Coulomba, siła elektrostatyczna $ F $ między dwoma ładunkami $ q_1 $ i $ q_2 $ jest odwrotnie proporcjonalna do odległości $ r $ między nimi.

$$ | F | = k_ {e} \ frac {| q_1q_2 |} {r ^ 2} $$

Co ciekawe, @Jannis, stwierdzasz, że para wiążąca ma wyższą gęstość, a stan OP samotna para ma wyższą gęstość. Myślę, że potrzebne jest tutaj odniesienie.
To właśnie znalazłem w moim podręczniku (Riedel, Chemia nieorganiczna) i co wydaje mi się logiczne.
Wszystko, co powiedziałeś, ma fundamentalne znaczenie dla teorii VSPR, ale nie wyjaśniłeś, dlaczego samotne pary odpychają bardziej, ponieważ, jak wyjaśniłem w OP, odpychanie podlega prawu kulomba, które sugeruje, że `` gęstość '' ładunku nie ma znaczenia w odpychaniu.
Samotne pary odpychają więcej, ponieważ ich elektrony znajdują się na większych orbitalach. Większe orbitale są bliżej siebie, zwłaszcza gdy należą do tego samego atomu. Ponieważ odległość między ładunkami jest uwzględniana w prawie Coulomba, tłumaczyłoby to wyższą odpychanie.
Immortal Player
2014-03-31 18:42:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Odpychanie par samotnych i par samotnych $ > $ Odpychanie par samotnych par wiążących $ > $ Wiązanie Odpychanie par z wiązaniem par.
enter image description here

Samotne pary są przyłączone do tego samego atomu, są darmowe. Zgodnie z oczekiwaniami powinny odstraszyć w większym stopniu. Pary wiązań są przyłączone do dwóch różnych atomów, a przyłączone do nich ciężkie atomy mogą sprawić, że nie będą się odpychać w większym stopniu. Teraz odpychanie samotnych par-wiązań powinno być pośrednie, ponieważ mają jedną samotną parę i jedną parę wiązań.

Aby lepiej zrozumieć, spójrz na obrazy tej [strony] (http://books.google.co.in/books?id=OUIaM1V3ThsC&pg=PA376&dq=BONDING+PAIR+REPULSION&hl=kn&sa=X&ei=V2k5U9epGMP7rAevsIDICg&Av=wCCAQ6Q6 onepage & q & f = true) i pamiętaj, że właśnie zgadłem, że to może być powód, ponieważ SE dąży do uzyskania dokładnej odpowiedzi, byłbym szczęśliwy, gdybyś poznał jakiekolwiek błędy i na pewno spróbuję to poprawić.
Twoja odpowiedź określa podstawy teorii VSPR, ale nie wyjaśnia, dlaczego samotne pary bardziej odpychają. Bycie „wolnym” nie sugeruje mi żadnego powodu, by bardziej odpychać. Proszę zapoznać się z prawem Coloumba, które sugerowałoby, że „gęstość” ładunku nie powinna mieć znaczenia.


ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...