Como calcular o número de elétrons de valência
Na química, o cálculo dos pares de elétrons de valência é uma etapa fundamental na compreensão da estrutura molecular e das ligações químicas. Este artigo apresentará em detalhes o método de cálculo do logaritmo de elétrons de valência e o ilustrará com casos reais.
1. Definição do logaritmo eletrônico de valência
O número de pares de elétrons de valência refere-se ao número de pares de elétrons de valência ao redor do átomo central em uma molécula ou íon, incluindo pares de elétrons de ligação e pares de elétrons isolados. É uma base importante para prever a configuração geométrica molecular.
2. Fórmula de cálculo do logaritmo eletrônico de valência
A fórmula de cálculo para o número de pares de elétrons de valência (número VSEPR) é:
Número de pares de elétrons de valência = (número de elétrons de valência do átomo central + número de elétrons fornecidos pelo átomo coordenador ± número de cargas iônicas) / 2
A seguir estão o número de elétrons fornecidos por átomos de coordenação comuns:
| Coordenando átomos | Número de elétrons fornecidos |
|---|---|
| H | 1 |
| F | 1 |
| Cl | 1 |
| Ó | 0 |
| S | 0 |
3. Etapas de cálculo
1. Determine o número de elétrons de valência no átomo central (os elementos do grupo principal são iguais ao número do grupo)
2. Calcule o número total de elétrons fornecidos pelos átomos coordenados
3. Processe a carga do íon (íons positivos menos o número de carga, íons negativos mais o número de carga)
4. Divida a soma por 2 para obter o número de pares de elétrons de valência
4. Análise de exemplo
| Molécula/Íon | Processo de cálculo | Pares de elétrons de valência |
|---|---|---|
| CH₄ | (4+1×4)/2=4 | 4 |
| NH₃ | (5+1×3)/2=4 | 4 |
| H₂O | (6+1×2)/2=4 | 4 |
| SO₄²⁻ | (6+0×4+2)/2=4 | 4 |
5. A relação entre o número de pares de elétrons de valência e a configuração molecular
| Pares de elétrons de valência | arranjo de pares de elétrons | Exemplos de configuração molecular |
|---|---|---|
| 2 | Tipo reto | CO₂ |
| 3 | triângulo plano | AM₃ |
| 4 | tetraedro | CH₄ |
| 5 | bipiramidal triangular | PCl₅ |
| 6 | octaedro | SF₆ |
6. Precauções
1. Para complexos de metais de transição, os métodos de cálculo são diferentes.
2. Trate ligações múltiplas como pares de elétrons únicos
3. Pares de elétrons solitários afetarão a configuração molecular real
4. Quando existe uma estrutura de ressonância, todas as formas de contribuição possíveis precisam ser consideradas
7. Valor da aplicação
O cálculo do logaritmo de elétrons de valência tem aplicações importantes nos seguintes aspectos:
- Prever geometria molecular
- Explique a polaridade molecular
- Compreender os mecanismos de reação química
- Projetar a estrutura molecular de novos materiais
Ao dominar o método de cálculo do logaritmo do elétron de valência, podemos compreender melhor a estrutura tridimensional e as propriedades químicas das moléculas, estabelecendo uma base sólida para o subsequente aprendizado e pesquisa química.
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