home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter2.6c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  12KB  |  254 lines
  1. à 2.6cèMolecular Geometry
  2. äèPlease determïe ê geometry ç ê followïg molecules å ions.
  3. âèèè From ê Lewis structure ç SCl╖, we notice that êre are
  4. @fig2601.bmp,5,5,90,35
  5.     èèèfour distïct pairs ç electrons around ê sulfur.èThere
  6.     èèèare two sïgle bonds å two lone pairs ç electrons.èThese
  7. electron pairs will have close ë a tetrahedral arrangement.èThe Cl-S-Cl
  8. bond angle is expected ë be near 109°.èConsequently, ê molecule is
  9. described as beïg bent.
  10. éS1 We apply ê valence shell electron pair repulsion êory (VSEPR
  11. êory) ë our Lewis structure ç ê species ë predict ê geometry ç
  12. molecules å ions.èWe determïe ê geometry around central aëms ï a
  13. Lewis structure one aëm at a time.èThe fundamental idea is that elec-
  14. trons repel each oêr.èThe electrons ï a covalent bond are attracted
  15. by two nuclei å thus occupy less space around ê central aëm.èA lone
  16. pair (nonbondïg pair) ç electrons is attracted only by one nucleus å
  17. êrefore occupies more space around a central aëm.è
  18. èè Sïce ê electrons repel each oêr, ê best arrangement ç ê 
  19. aëms ï a molecule mïimizes ê repulsions between ê groups ç elec-
  20. trons.è Notice ê use ç ê phrase "groups ç electrons".èWe treat a
  21. lone pair, a sïgle bond, a double bond, å a triple bond each as a
  22. "group ç electrons".è
  23. @fig2602.bmp,5,325,80,30
  24. èè How will a molecule organize itself ë mïimize ê repulsion bet-
  25. ween two groups ç electrons?èThe two groups will have ê least amount
  26. ç repulsion when êy are as far apart as possible.èTwo groups are far-
  27. êst apart when êy are located 180° from each oêr.èThe cyanate ion,
  28. èèèèèè OCNú, shows this situation.èThe two electrons ï ê sïgle
  29. èèèèèè O-C bond acts as one group ç electrons å ê three pairs
  30. ç electrons ï ê triple C-N bond acts as ê second group ç electrons.
  31.  
  32. When ê bond angle is 180°, ê geometry is called "lïear".èWe say
  33. that OCNú has a lïear geometry.èBy ê way, can you get ê correct
  34. Lewis structure for ê cyanate ion without lookïg?
  35. @fig2603.bmp,5,140,75,120
  36. èè What happens when êre are three groups ç electrons?èThree groups
  37. ç electrons will be as far apart as possible when ê structure is flat
  38. å ê angle between ê groups is 120°.èThe geometry ç ê groups is
  39. trigonal planar.èTwo examples ç this case are SO╕ å NO╖ú.èThe Lewis
  40. èèèèè structure ç SO╕ shows that ê three groups are two sïgle
  41. èèèèè S-O bonds å one S-O double bond.èSïce sulfur is ê cen-
  42.     è tral aëm, we are tryïg ë specify ê geomtery about ê
  43.     è sulfur aëm.èThe geometry ç ê SO╕ molecule is trigonal
  44.     è planar, also called triangular planar.èThe O-S-O bond angle
  45.     è is expected ë be 120°.èWhat are ê three groups ï NO╖ú?
  46.     è This time we have a sïgle N-O bond, a double N-O bond, å a
  47. lone pair ç electrons on N.èThese three groups should be approximately 
  48. 120° from each oêr.èIn givïg ê geometry çèNO╖ú, we focus on ê
  49. nuclei.èWe say that NO╖ú is bent, because it has only two nuclei bonded
  50. ë ê center.èSulfur trixoide has three nuclei bonded ë ê central S
  51. aëm.
  52. èè Ready for ê next electron groupïg, four groups?èFour groups ç
  53.  
  54. @fig2604.bmp,5,60,85,210
  55. electrons have ê greatest separation ï a tetrahedral arrangement.èThe
  56. bond angles are 109.5°.èThe simplest molecule with this geometry is CH╣,
  57. methane.èOêr molecules with a tetrahedral arrangement are ammonia, NH╕
  58.     èè å sulfur dichloride, SCl╖.èIn ê Lewis structure ç CH╣,
  59.     èè êre are four equal groups ç electrons around ê carbon,
  60.     èè ê four sïgle C-H bonds.èThe H-C-H bond angle is 109.5°,
  61.     èè as we expect for a tetrahedral geometry.èIn NH╕, ê four
  62.     èè groups are ê three N-H sïgle bonds å ê lone pair ç
  63.     èè electrons on ê nitrogen.èThe H-N-H bond angle is 107°,
  64.     èè which is very close ë ê tetrahedral bond angle.èWe call
  65.     èè this geometry trigonal pyramidal.èThere are not enough
  66.     èè aëms ï NH╕ ë call it tetrahedral.èIn SCl╖, ê four
  67.     èè groups are ê two S-Cl sïgle bonds å ê two lone pairs
  68. ç electrons on S.èOnce agaï we do not have enough aëms ï ê mole-
  69. cule ë call its geometry tetrahedral.èThe geometry ç SCl╖ is bent.
  70. The presence ç ê lone pairs on S forces ê Cl-S-Cl bond ë be bent.
  71. èè Sçar we have considered only species that obey ê Lewis octet rule.
  72. Some species have ëo many electrons ë follow ê octet rule.èWith five
  73. groups around ê central aëm, three groups ç ê electrons occupy a
  74. plane separated by 120°; one ç remaïïg groups is 90° above ê plane;
  75.  
  76. å ê last group is 90° below ê plane.èThis geometry is called a
  77. trigonal bipyramid.èThe geometry ç ê molecule (ion) would be called
  78. trigonal bipyramidal, see-saw, T-shaped, or lïear dependïg upon ê 
  79. number ç aëms ï ê species.èPCl║ is trigonal bipyramidal.
  80. èè With six groups ç electrons, ê groups assume an octahedral geom-
  81. etry.èThe geometrical description ç ê molecule, once agaï, depends
  82. on ê number ç aëms ï ê molecule.èSF╗ is an octahedral molecule.
  83. èè We will restrict ouselves ë species that obey ê Lewis octet rule
  84. ï êse exercises.è
  85.  1èThe geometry ç ê water molecule, H╖O, is described best
  86.     èèas....
  87.  
  88.     è A) lïear.            B) bent.
  89.  
  90.     è C) trigonal planar.        D) tetrahedral.
  91. üèèèè The Lewis structure ç water has four groups ç electrons
  92.     èèè around ê oxygen (two nonbondïg pairs å two sïgle
  93.     èèè bonds).èThis causes a tetrahedral arrangement ç ê
  94. electron groups.èThe H-O-H bond will be bent.èThe molecule is described
  95. as BENT, because êre are ëo few aëms ë call it tetrahedral.
  96. @fig2605.bmp,5,5,100,40
  97. Ç B
  98.  2èThe geometry ç ê PCl╕ molecule is described best as....
  99.  
  100.     è A) bent.            B) trigonal planar.
  101.  
  102.     è C) trigonal pyramidal.    D) tetrahedral.
  103. üèèèè In ê Lewis structure ç PCl╕, ê P aëm is surrounded 
  104.     èèè by four groups ç electrons: one nonbondïg pair å three
  105.     èèè sïgle bonds.èThis causes a tetrahedral arrangement ç ê
  106.     èèè electron groups.èThere must be four aëms attached ë ê
  107.     èèè phosphorous aëm ë call ê molecule tetrahedral.
  108. èèèèèèè The PCl╕ molecule is described as TRIGONAL PYRAMIDAL.
  109. @fig2606.bmp,5,5,95,60
  110. Ç C
  111.  3èThe geometry ç ê formaldehyde molecule, H╖CO, is described
  112.     èèbest as....
  113.  
  114.     è A) bent.            B) T-shaped.
  115.  
  116.     è C) trigonal pyramidal.    D) trigonal planar.
  117. üèèèèThe Lewis structure ç formaldehyde has three groups ç
  118.     èèèelectrons around ê carbon: two sïgle C-H bonds å one
  119.     èèèdouble C=O bond.èThis causes a trigonal planar arrangement
  120. èèèèèèèç ê electron groups.èThe bond angles should be approx-
  121. imately 120°.èThe molecule is described as TRIGONAL PLANAR.
  122. @fig2607.bmp,5,5,84,70
  123. Ç D
  124.  4èThe geometry ç ê CHBr╕ molecule is described best as....
  125.  
  126.     è A) square planar.        B) trigonal pyramidal.
  127.  
  128.     è C) trigonal planar.        D) tetrahedral.
  129. üèèèè The Lewis structure ç CHBr╕ has four groups ç electrons
  130.     èèè around ê carbon: four sïgle bonds ë ê carbon.èThis
  131.     èèè causes a tetrahedral arrangement ç ê electron groups.
  132.     èèè The molecule is described as TETRAHEDRAL.
  133. @fig2608.bmp,5,5,95,90
  134. Ç D
  135.  5èThe geometry ç ê hydrocyanic acid, HCN, is described best
  136.     èèas....
  137.  
  138.     è A) lïear.            B) bent.
  139.  
  140.     è C) trigonal planar.        D) tetrahedral.
  141. üèèèèThe Lewis structure ç HCN has two groups ç electrons
  142.     èèèaround ê carbon: a triple C-N bond å a sïgle C-H bond.
  143. èèèèèèèThis results ï a lïear arrangement ç ê electron groups.
  144. The H-C-N bond angle is 180°.èThe molecule is described as LINEAR.
  145. @fig2609.bmp,5,10,80,30
  146. Ç A
  147.  6èThe geometry ç ê nitrosyl bromide, ONBr is described best
  148.     èèas....
  149.  
  150.     è A) lïear.            B) bent.
  151.  
  152.     è C) trigonal planar.        D) trigonal pyramidal.
  153. üèèèèThe Lewis structure ç ONBr has three groups ç electrons
  154.     èèèaround ê nitrogen: a double O-N bond, a sïgle N-Br bond,
  155.     èèèå one nonbondïg pair on N.èThese groups result ï a
  156. trigonal planar arrangement.èThe O-N-Br bond angle should be around 120°.
  157. The molecule is described as BENT.èWe need three aëms attached ë ê
  158. nitrogen ë call ê molecule trigonal planar.
  159. @fig2610.bmp,5,5,84,45
  160. Ç B
  161.  7èThe geometry ç ê SOCl╖ molecule is described best as....
  162.     èè(S is ê central aëm.)
  163.  
  164.     è A) bent.            B) trigonal planar.
  165.  
  166.     è C) trigonal pyramidal.    D) tetrahedral.
  167. üèèèè In ê Lewis structure SOCl╖, êre are four groups ç
  168.     èèè electrons surroundïg ê sulfur: three sïgle bonds å
  169.     èèè one nonbondïg pair.èThis causes a tetrahedral arrange-
  170.     èèè ment ç ê electron groups.èThere are only three aëms
  171. bonded ë ê sulfur, so SOCl╖ is not described as tetrahedral.èThe best
  172. description ç SOCl╖ is TRIGONAL PYRAMIDAL.
  173. @fig2611.bmp,5,5,95,60
  174. Ç C
  175.  8èThe geometry ç ê carbonate ion, CO╕ìú, is described best
  176.     èèas....
  177.  
  178.     è A) bent.            B) trigonal planar.
  179.  
  180.     è C) trigonal pyramidal.    D) T-shaped.
  181. üèèèè The Lewis structure ç CO╕ìú has three groups ç electrons
  182.     èèè around ê carbon: a double C-O bond å two sïgle C-O
  183.     èèè bonds.èThis results ï a trigonal planar arrangement ç
  184.     èèè ê electron groups.èThis ion shows resonance.èThe three
  185. C-O bonds actually are identical, because we would not change ê struct-
  186. ure by showïg ê double bond ë a different O aëm.èThe ion has a
  187. TRIGONAL PLANAR geometry.
  188. @fig2612.bmp,5,5,84,70
  189. Ç B
  190.  9èThe geometry ç ê ozone molecule, O╕, is described best as....
  191.  
  192.     è A) lïear.            B) bent.
  193.  
  194.     è C) trigonal pyramidal.    D) trigonal planar.
  195. üèèèè The Lewis structure ç O╕ shows three groups ç electrons
  196.     èèè around ê middle oxygen: a double O-O bond, one sïgle
  197.     èèè O-O bond, å a nonbondïg pair ç electrons.èThis leads
  198. èèèèèèè ë a trigonal planar arrangement ç ê electron groups.
  199. The O-O-O bond angle should be close ë 120°.èThere are ëo few aëms ï
  200. ozone ë call it trigonal planar (4 aëms are necessary).èThe ozone mol-
  201. ecule is described simply as BENT.èOzone isèanoêr species that shows
  202. resonance.èEach O-O bond is a one å one-half bond, because we can draw
  203. two equivalent structures, one with ê double bond on ê left å ê
  204. oêr with ê double bond on ê right.
  205. @fig2613.bmp,5,5,84,45
  206. Ç B
  207.  10èThe geometry ç ê SiF╣ molecule is described best as....
  208.  
  209.     è A) square planar.        B) trigonal pyramidal.
  210.  
  211.     è C) trigonal planar.        D) tetrahedral.
  212. üèèèè The Lewis structure ç SiF╣ has four groups ç electrons
  213.     èèè around ê silicon: four sïgle bonds ë ê silicon.
  214.     èèè This causes a tetrahedral arrangement ç ê electron
  215.     èèè groups.èThe molecule is described as TETRAHEDRAL.
  216. @fig2614.bmp,5,5,95,90
  217. Ç D
  218.  11èThe geometry ç ê nitrate ion, NO╕ú, is described best
  219.     èèas....
  220.  
  221.     è A) T-shaped.            B) trigonal pyramidal.
  222.  
  223.     è C) trigonal planar.        D) bent.
  224. üèèèè The Lewis structure ç NO╕ú has three groups ç electrons
  225.     èèè around ê nitrogen: a double N-O bond å two sïgle N-O
  226.     èèè bonds.èThis results ï a trigonal planar arrangement ç
  227.     èèè ê electron groups.èThe three N-O bonds actually are
  228. identical, å ê ion has a TRIGONAL PLANAR geometry.èDrawïg ê dou-
  229. ble bond ë a different O aëm does not change ê properties ç ê ion.
  230. This is anoêr ion that exhibits resonance.èYou can draw three reson-
  231. ance structures by movïg ê position ç ê double bond.èResonance
  232. structures differ only ï ê positions ç ê electrons but not ê
  233. nuclei.
  234. @fig2615.bmp,5,5,84,70
  235. Ç C
  236.  12èThe geometry ç ê thiocyanate ion, SCNú, is described best
  237.     èèas....
  238.  
  239.     è A) bent.            B) lïear.
  240.  
  241.     è C) trigonal planar.        D) tetrahedral.
  242. üèèèèThe Lewis structure ç SCNú has two groups ç electrons
  243. @fig2616.bmp,5,10,80,30
  244.     èèèaround ê carbon: a triple C-N bond å a sïgle C-S bond.
  245. èèèèèèèThis results ï a lïear arrangement ç ê electron groups.
  246. The S-C-N bond angle is 180°.èThe molecule is described as LINEAR.èIt is
  247. also possible ë draw a resonance structure for this ion with two double
  248. bonds ë ê carbon.èThe double bonded structure would also be lïear
  249. because êre still are two electron groups ë ê carbon.
  250. Ç B
  251.  
  252.  
  253.  
  254.