Différence entre géométrie des électrons et géométrie moléculaire

La chimie est l'étude de la matière et elle traite des nombreuses façons dont un type de matière peut être changé en d'autres types. On sait que toute matière est constituée d'un ou de plusieurs d'une centaine d'atomes différents. Tous les atomes sont composés de trois particules fondamentales : les protons, les électrons et les neutrons. Une molécule se compose d'un groupe de deux atomes ou plus maintenus ensemble selon un motif géométrique défini. Lorsque deux atomes ou plus sont fortement maintenus ensemble pour former une molécule, il existe des liaisons chimiques entre chaque atome et ses proches voisins. La forme d'une molécule véhicule une richesse d'informations et la première étape pour comprendre la chimie d'une molécule est de connaître sa géométrie.

La géométrie moléculaire fait simplement référence à la disposition tridimensionnelle des atomes qui constituent une molécule. Le terme structure est plutôt utilisé dans un sens pour indiquer simplement la connectivité des atomes. La forme d'une molécule est déterminée en fonction des distances entre les noyaux atomiques qui sont liés entre eux. La géométrie des molécules est déterminée par la théorie VESPR (Valence- Shell Electron-Pair Repulsion) - un modèle utilisé pour déterminer la forme générale d'une molécule en fonction du nombre de paires d'électrons autour d'un atome central. La géométrie d'une molécule est donnée soit comme la géométrie des électrons, soit comme la géométrie moléculaire.

Qu'est-ce que la géométrie des électrons ?


Le terme géométrie des électrons fait référence au nom de la géométrie de la paire/du groupe/domaine d'électrons sur l'atome central, qu'il s'agisse d'électrons de liaison ou d'électrons non de liaison. Les paires d'électrons sont définies comme des électrons en paires ou en liaisons, des paires isolées ou parfois un seul électron non apparié. Parce que les électrons sont toujours en mouvement constant et que leurs trajectoires ne peuvent être définies avec précision, la disposition des électrons dans une molécule est décrite en termes de distribution de densité électronique. Prenons l'exemple du méthane, dont la formule chimique est CH4. Ici, l'atome central est le carbone avec 4 électrons de valence et 4 électrons de partage d'hydrogène avec 1 carbone pour former 4 liaisons covalentes. Cela signifie qu'il y a un total de 8 électrons autour du carbone et qu'il n'y a pas de liaisons simples, donc le nombre de paires isolées ici est 0. Cela suggère que CH4 est une géométrie tétraédrique.

Qu'est-ce que la géométrie moléculaire ?


La géométrie moléculaire est utilisée pour déterminer la forme d'une molécule. Il se réfère simplement à l'arrangement ou à la structure tridimensionnelle des atomes d'une molécule. Comprendre la géométrie moléculaire d'un composé aide à déterminer la réactivité, la polarité, la couleur, la phase de la matière et le magnétisme. La géométrie d'une molécule est généralement décrite en termes de longueurs de liaison, d'angles de liaison et d'angles de torsion. Pour les petites molécules, la formule moléculaire et un tableau des longueurs et des angles de liaison standard peuvent suffire à déterminer la géométrie de la molécule. Contrairement à la géométrie des électrons, il est prédit en ne considérant que les paires d'électrons. Prenons l'exemple de l'eau (H2O). Ici, l'oxygène (O) est l'atome central avec 6 électrons de valence, il faut donc 2 électrons supplémentaires de 2 atomes d'hydrogène pour compléter son octet. Il y a donc 4 groupes d'électrons disposés en forme tétraédrique. Il y a aussi 2 paires à liaison simple, donc la forme résultante est pliée.

Différence entre la géométrie des électrons et la géométrie moléculaire

Terminologie de la géométrie des électrons et de la géométrie moléculaire
 Le terme géométrie des électrons fait référence au nom de la géométrie de la paire/du groupe/domaine d'électrons sur l'atome central, qu'il s'agisse d'électrons de liaison ou d'électrons non de liaison. Il aide à comprendre comment différents groupes d'électrons sont disposés dans une molécule. La géométrie moléculaire, en revanche, détermine la forme d'une molécule et c'est la structure tridimensionnelle des atomes dans une molécule. Il aide à comprendre l'atome entier et sa disposition.

La géométrie d'une molécule est déterminée sur la base des seules paires d'électrons de liaison mais pas du nombre de paires d'électrons. C'est la forme tridimensionnelle qu'une molécule occupe dans l'espace. La géométrie moléculaire est également définie comme la position des noyaux atomiques dans une molécule. La géométrie des électrons d'une molécule, en revanche, est déterminée sur la base des paires d'électrons de liaison et des paires d'électrons solitaires. La géométrie des électrons peut être déterminée à l'aide de la théorie VESPR.

Exemples de géométrie des électrons et de géométrie moléculaire
L'un des nombreux exemples de géométrie des électrons tétraédriques est l'ammoniac (NH3). L'atome central est ici N et quatre paires d'électrons sont distribuées sous la forme d'un tétraèdre avec une seule paire d'électrons. Ainsi, la géométrie des électrons du NH3 est tétraédrique. Cependant, sa géométrie moléculaire est pyramidale trigonale parce que les angles de liaison sont de 107 degrés puisque les atomes d'hydrogène sont repoussés par la seule paire d'électrons entourant l'azote. De même, la géométrie moléculaire de l'eau (H2O) est courbée parce qu'il y a 2 paires de liaisons simples.

Résumé de la géométrie des électrons par rapport à la géométrie moléculaire

La géométrie des électrons et la géométrie moléculaire suivent le modèle VESPR (Valence- Shell Electron-Pair Repulsion) pour déterminer la forme générale d'une molécule en fonction du nombre de paires d'électrons autour d'un atome central. Cependant, la géométrie moléculaire est déterminée uniquement sur la base des paires d'électrons de liaison, et non sur le nombre de paires d'électrons, alors que la géométrie des électrons est déterminée à la fois sur la base des paires d'électrons de liaison et des paires d'électrons individuelles. Lorsqu'aucune paire d'électrons n'est présente dans une molécule, la géométrie des électrons est la même que la forme moléculaire. Comme nous l'avons dit, la forme d'une molécule en dit long et la première étape pour comprendre la chimie d'une molécule est de déterminer sa géométrie.
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