Miről lehet tudni, hogy milyen a molekula szimmetriája?

Elmondom, én hogyan állnék neki:

Először megkeresném a centrumot, vagy központi atomot. Ez általában a fém / legnagyobb elem a molekulában. A nagyobb elem magához fogja vonzani a ligandumok elektronfelhőjét és hozzá kötnek be.

Ezek után felskiccelném, hogy a ligandumok és a centrum hány közös elektronpárt fog megosztani (ha persze nem datív a kötés). Egy központi atom esetén annyi kötés fog hozzá kapcsolódni, amekkora az oxidációs száma. Ezeket az egyszeres vagy kétszeres, háromszoros kovalens kötés szerint elrendezem, a vegyértékelektron - I oxszám I = nemkötő elektronok. Ezekből párosával nemkötő elektronpárokat definiálok. Utoljára bejelölöm a nemkötő elektronpárokat a ligandumokon is, elrendezem úgy, hogy a lehető legtávolabb legyenek egymástól és figyelembe veszem a kötéshosszakat,valamint a központi atom és a ligandumok nemkötőit. Ebből kijön egy jó térforma és egy megközelítőleges kötésszög.

Pár fontos dolog az utolsó részhez: a nemkötő elektronpár nagyobb helyet foglal el mint egy ligandum bekötődése; a többszörös kötés rövidebb az egyszeresnél; a polaritás meghatározása erősen függ egy jó szerkezeti ábrától.

Vegyük példának a SO3-at, SO4(2-) iont és az IF5-öt.

Az SO3 ox. száma +6 és ő a legnagyobb elemünk, tehát hat kötést fog létesíteni 3 oxigénnel. Egy kis matekozással ki lehet zárni, hogy mind a háromhoz egyszeresen fog, 1-1-1 vagy 1-1-2, 1-2-2 sem jó, így marad az, hogy mindhárom oxigénnel kétszeres kötést alakít ki, 2-2-2. Vegyérték (6) - I ox.szám I (6) = 0, tehát nem marad elektron a központi atomon.

Az atomok mindig a lehető legtávolabb fognak elhelyezkedni egymástól, ezesetben egy síkháromszög lesz az optimális térbeli elrendeződés.

SO4(-2)-ban a kén oxszáma +6 szintén, így itt is 6 kötést fog létesíteni viszont ebben most 4 oxigénnel. 2-2-2 itt nem működik, 1-1-1-1, 1-1-1-2 sem, viszont 1-1-2-2 igen. Így két kétszeres és két egyszeres kötéssel fognak bekötni a kénhez az oxigének.

A jó térbeli ábra után látszik, hogy megközelítőleg a metánhoz (CH4) hasonló háromszög alakú piramisra emlékeztető alakot vesz fel.

Az ICl5-ben a jód lesz a központi atomunk. A jódnak itt +5 az oxszáma, 7 vegyértéke van így 2 elektron marad, ami egy nemkötő elektronpárrá kapcsolódik össze a jód elektronfelhőjében, valamint minden ligandummal 1-1-1-1-1 egyszeres kötéseket alakít ki.

Ha technikalilag a nemkötő elektronpárt is ligandumnak fognánk fel, egy olyan szerkezetet kapunk ahol 1-1 ligandum a jódtól legtávolabb, a tetején és alján helyezkedik el, a maradék 4 darab ligandum pedig egy síkban a jód körül kötne be, két egymásba fordított négyszög alapú gúlaként, ami un. tetragonális bipiramis.

Ha a nemkötőt nem tekintjük ligandumnak, akkor ez egy sima tetragonális piramis, tehát egy négyzet alapú gúlaként láthatnánk :)

A szimmetrikus molekulák apolárisak, az asszimetrikusak pedig polárisak.

Óha, gyönyörű az előző válasz. Ezt én azzal egészíteném ki, hogy általában a Google képek segít.

Különben egy mondatba foglalva az egészet: megszámolod, hány kötése és nemkötő párja van a központi atomnak, és ezeket próbáld a térben úgy elrendezni, hogy a lehető legtávolabb legyenek egymástól.

Ha érdekel, keress rá a VSEPR elméletre.