Čtyřboká molekulární geometrie | |
Hodnocení VSEPR | AX 4 E 0 (AX 4 ) |
---|---|
Příklady | CH 4 , PO 4 3− , SO 4 2- |
Molekulární symetrie | Td |
Sterické číslo | 4 |
Koordinace | 4 |
Nezávazný dublet | 0 |
Úhel spojení | ≈ 109,47 ° |
V chemii , čtyřboká molekulární geometrie je geometrie molekul , kde centrální atom, poznamenat, A, se váže na čtyři atomy, poznamenat, X, ve vrcholech pravidelného (nebo téměř pravidelně) čtyřstěnu . Tyto sloučeniny podle teorie VSEPR patří do třídy AX 4 E 0 .
Tyto valenční úhly jsou ≈ 109,47 °, kdy všechny substituenty jsou stejné jako v případě methanu (CH 4 ). Dokonale symetrické čtyřstěny patří do bodové skupiny symetrie T d , ale většina čtyřstěnných molekul nemá tak silnou symetrii. Čtyřboké molekuly mohou být chirální .
Tato geometrie je blízká trigonální pyramidální molekulární geometrii (AX 3 E 1 ), kde místo jednoho ze substituentů drží nezávazný dublet . V této geometrii jsou úhly vazby menší než 109,5 °, například 107 ° v případě amoniaku . Tato mírná kontrakce je výsledkem silnějšího odpuzování, které tento nezávazný dublet, pokud jde o jeden substituent, působí na ostatní substituenty.
Prakticky všechny nasycené organické sloučeniny jsou čtyřboká; to je také případ většiny sloučenin křemíku , germania a cínu . Často, tetraedrické molekuly vykazují násobné vazby s vnějšími ligandy, jako je xenon osmičelým (XEO 4 ), chloristan iontové (ClO 4 - ), síran iont (SO 4 2 ), nebo fosfátový iont. (PO 4 3- ). Thiazyl trifluorid (SNF 3 ) je sloučenina tetrahedrally mající trojnou vazbu síry a dusíku.
Obdobně se tato geometrie je poměrně rozšířené, a to zejména v komplexech , kde je kov má d 0 nebo d 10 konfigurace . Lze tedy zmínit tetrakis (trifenylfosfin) palladium (0) , tetrakarbonyl niklu nebo chlorid titaničitý . Mnoho komplexů s neúplnou d-vrstvou je také čtyřboká, například tetrahalogenidy železa (II), kobaltu (II) a niklu (II).
Inverze čtyřboké struktury je běžná v organické chemii a chemii hlavních skupin. Walden inverze ilustruje důsledky této inverze na úrovni uhlíku.
Geometrická omezení molekuly mohou způsobit vážná zkreslení ve srovnání s dokonalou čtyřbokou geometrií. V těchto sloučeninách obsahujících například „reverzní uhlík“ je uhlík pyramidový.
Nejjednodušší příklady organických molekul vykazujících obráceného uhlíku jsou menší propellanes , jako je [1.1.1] propellane , nebo obecně paddlanes a pyramidanes . Takové molekuly jsou obecně pod napětím, což zvyšuje jejich reaktivitu.
Čtyřstěn může být také zkreslen zvětšením úhlu mezi dvěma vazbami, přičemž v nejextrémnějších případech vytvoří plochý úhel. V případě uhlíku lze takové jevy pozorovat ve třídě sloučenin nazývaných fenestrany .