Kimya, maddenin incelenmesidir ve bir tür maddenin diğer türlere dönüştürülmesinin birçok yolunu ele alır. Tüm maddelerin yaklaşık yüz farklı atom türünden bir veya daha fazlasından oluştuğu bilinmektedir. Tüm atomlar üç temel parçacıktan oluşur - protonlar, elektronlar ve nötronlar. Bir molekül, belirli bir geometrik desende bir arada tutulan iki veya daha fazla atomlu bir gruptan oluşur. İki veya daha fazla atom, bir molekül oluşturmak için güçlü bir şekilde bir arada tutulduğunda, her atom ile yakın komşuları arasında kimyasal bağlar vardır. Bir molekülün şekli zengin bir bilgi taşır ve bir molekülün kimyasını anlamanın ilk adımı onun geometrisini bilmektir.
Moleküler geometri, basitçe, bir molekülü oluşturan atomların üç boyutlu düzenlemesini ifade eder. Yapı terimi oldukça basit bir şekilde atomların bağlanabilirliğini belirtmek için kullanılır. Bir molekülün şekli, birbirine bağlanan atom çekirdeği arasındaki mesafeler açısından belirlenir. Moleküllerin geometrisi, merkezi bir atom etrafındaki elektron çiftlerinin sayısına dayanarak bir molekülün genel şeklini belirlemek için kullanılan bir model olan Valence-Shell Elektron-Çifte İtme (VESPR) Teorisi ile belirlenir. Bir molekülün geometrisi elektron geometrisi veya moleküler geometri olarak verilir.
Elektron geometrisi terimi, ister elektron çifti / grupların / alanların, ister elektron bağlayıcı olsun, ister bağlayıcı olmayan elektron olsun, merkezi atom üzerindeki geometrisinin adını ifade eder. Elektron çiftleri, çiftler veya bağlar içindeki elektronlar, yalnız çiftler veya bazen tek bir çiftlenmemiş elektron olarak tanımlanır. Elektronlar her zaman sabit hareket halindeyken ve yolları kesin olarak tanımlanamadığından, elektronların bir moleküldeki düzenlenmesi, bir elektron yoğunluk dağılımı olarak tarif edilir. Kimyasal formülü CH olan metan örneğini ele alalım.4. Burada merkezi atom, 4 değerlik elektronu ile karbon ve 1 karbonlu 4 hidrojen payı elektronudur ve 4 kovalent bağ oluşturur. Bu, karbon etrafında toplam 8 elektron olduğu ve tekli bağ olmadığı anlamına gelir, bu nedenle burada yalnız çift sayısı 0'dır.4 tetrahedral geometri.
Moleküler geometri, bir molekülün şeklini belirlemek için kullanılır. Basitçe bir moleküldeki atomların üç boyutlu düzenini veya yapısını ifade eder. Bir bileşiğin moleküler geometrisini anlamak reaktivitenin, polaritenin, rengin, maddenin fazının ve manyetizmanın belirlenmesine yardımcı olur. Bir molekülün geometrisi genellikle bağ uzunlukları, bağ açıları ve burulma açıları olarak tanımlanır. Küçük moleküller için, moleküler formül ve standart bağ uzunlukları ve açıları tablosu, molekülün geometrisini belirlemek için gerekli olan tek şey olabilir. Elektron geometrisinin aksine, sadece elektron çiftleri dikkate alınarak tahmin edilir. Sudan bir örnek alalım (H2Ö). Burada oksijen (O), 6 değerlik elektronu olan merkezi atomdur, bu nedenle sekizlisini tamamlamak için 2 hidrojen atomundan 2 daha fazla elektron gerektirir. Böylece dört yüzlü şeklinde düzenlenmiş 4 elektron grubu vardır. Ayrıca 2 tekli bağ çifti vardır, bu nedenle ortaya çıkan şekil bükülür.
Elektron geometrisi terimi, ister elektron çifti / grupların / alanların, ister elektron bağlayıcı olsun, ister bağlayıcı olmayan elektron olsun, merkezi atom üzerindeki geometrisinin adını ifade eder. Bir molekülde farklı elektron gruplarının nasıl düzenlendiğini anlamaya yardımcı olur. Moleküler geometri ise bir molekülün şeklini belirler ve bir moleküldeki atomların üç boyutlu yapısıdır. Tüm atomu ve düzenlemesini anlamaya yardımcı olur.
Bir molekülün geometrisi, yalnızca elektron çiftlerinin bağlanmasına dayanır, ancak elektron çiftlerinin sayısına bağlı değildir. Bir molekülün uzayda kapladığı üç boyutlu şekildir. Moleküler geometri aynı zamanda bir moleküldeki atom çekirdeğinin konumları olarak da tanımlanır. Öte yandan, bir molekülün elektron geometrisi, hem bağlanan elektron çiftleri hem de yalnız elektron çiftleri temelinde belirlenir. Elektron geometrisi VESPR Teorisi kullanılarak belirlenebilir.
Dört yüzlü elektron geometrisinin birçok örneğinden biri Amonyaktır (NH3). Buradaki merkezi atom N'dir ve dört elektron çifti, sadece bir yalnız elektron çifti ile bir tetrahedron şeklinde dağıtılır. Böylece, NH3'ün elektron geometrisi tetrahedral olur. Bununla birlikte, moleküler geometrisi trigonal piramit şeklindedir, çünkü hidrojen atomları azot çevresindeki yalnız elektron çifti tarafından itilirken bağ açıları 107 derecedir. Benzer şekilde, suyun moleküler geometrisi (H2O) bükülmüş çünkü 2 tekli bağ çifti var.
Hem elektron geometrisi hem de moleküler geometri, merkezi bir atom etrafındaki elektron çiftlerinin sayısına dayalı olarak bir molekülün genel şeklini belirlemek için Valence-Shell Elektron-Çifte İtme (VESPR) Modelini takip eder. Bununla birlikte, moleküler geometri, elektron çifti sayısına değil, yalnızca elektron çiftlerinin bağlanması esasına göre belirlenirken, elektron geometrisi, hem elektron çiftlerinin hem de yalnız elektron çiftlerinin bağlanması esasına göre belirlenir. Bir molekülde yalnız çift elektron bulunmadığında, elektron geometrisi moleküler şekil ile aynıdır. Söylediğimiz gibi, bir molekülün şekli bu konuda çok şey söylüyor ve bir molekülün kimyasını anlamanın ilk adımı onun geometrisini belirlemektir..