Comment calculer le nombre d'électrons de valence
En chimie, le calcul des paires d’électrons de valence est une étape clé dans la compréhension de la structure moléculaire et des liaisons chimiques. Cet article présentera en détail la méthode de calcul du logarithme électronique de valence et l'illustrera avec des cas réels.
1. Définition du logarithme électronique de valence
Le nombre de paires d'électrons de valence fait référence au nombre de paires d'électrons de valence autour de l'atome central dans une molécule ou un ion, y compris les paires d'électrons de liaison et les paires d'électrons isolées. C'est une base importante pour prédire la configuration géométrique moléculaire.
2. Formule de calcul du logarithme électronique de valence
La formule de calcul du nombre de paires d'électrons de valence (numéro VSEPR) est la suivante :
Nombre de paires d'électrons de valence = (nombre d'électrons de valence de l'atome central + nombre d'électrons fournis par l'atome de coordination ± nombre de charges ioniques) / 2
Voici le nombre d’électrons fournis par les atomes de coordination communs :
| Coordonner les atomes | Nombre d'électrons fournis |
|---|---|
| H | 1 |
| F | 1 |
| Cl | 1 |
| Ô | 0 |
| S | 0 |
3. Étapes de calcul
1. Déterminer le nombre d'électrons de valence dans l'atome central (les éléments du groupe principal sont égaux au numéro de groupe)
2. Calculez le nombre total d'électrons fournis par les atomes de coordination
3. Traitez la charge ionique (ions positifs moins le numéro de charge, ions négatifs plus le numéro de charge)
4. Divisez la somme par 2 pour obtenir le nombre de paires d'électrons de valence
4. Exemple d'analyse
| Molécule/Ion | Processus de calcul | Paires d'électrons de Valence |
|---|---|---|
| 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. La relation entre le nombre de paires d'électrons de valence et la configuration moléculaire
| Paires d'électrons de Valence | disposition des paires d'électrons | Exemples de configuration moléculaire |
|---|---|---|
| 2 | Type droit | CO₂ |
| 3 | triangle plan | BF₃ |
| 4 | tétraèdre | CH₄ |
| 5 | bipyramidale triangulaire | PCl₅ |
| 6 | octaèdre | SF₆ |
6. Précautions
1. Pour les complexes de métaux de transition, les méthodes de calcul sont différentes.
2. Traitez plusieurs liaisons comme des paires d'électrons uniques
3. Les paires d'électrons solitaires affecteront la configuration moléculaire réelle
4. Lorsqu’une structure de résonance existe, toutes les formes de contribution possibles doivent être envisagées
7. Valeur de la candidature
Le calcul du logarithme électronique de Valence a des applications importantes dans les aspects suivants :
- Prédire la géométrie moléculaire
- Expliquer la polarité moléculaire
- Comprendre les mécanismes de réaction chimique
- Concevoir la structure moléculaire de nouveaux matériaux
En maîtrisant la méthode de calcul du logarithme électronique de valence, nous pouvons mieux comprendre la structure tridimensionnelle et les propriétés chimiques des molécules, jetant ainsi une base solide pour l'apprentissage et la recherche chimiques ultérieurs.
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