Przedstawię Ci teraz prosty algorytm postępowania w przypadku, gdy musimy określić kształt oraz hybrydyzację dowolnej cząsteczki. Bazuje on tak naprawdę na tej słynnej metodzie VSEPR, ale wydaje mi się, że jest od niej bardziej intuicyjny i łatwiejszy do zapamiętania.
Rozpiszmy to na przykładzie amoniaku, NH3
- Na początek musimy ustalić atom centralny i policzyć, ile posiada on wolnych par elektronowych oraz wiązań sigma. Dla amoniaku liczba ta wynosi 4 (jedna wolna para elektronowa oraz trzy wiązania sigma N–H).
- W tym miejscu możemy już wyznaczyć hybrydyzację atomu centralnego:
2 – sp
3 – sp2
4 – sp3
5 – sp3d
6 – sp3d2
7 – sp3d3
Zatem w cząsteczce amoniaku mamy typ sp3.
- Zastanówmy się teraz, jak najdalej od siebie możemy ustawić w przestrzeni (albo na płaszczyźnie) wszystkie wiążące i niewiążące pary elektronowe wokół atomu centralnego. Pomaga w tym prosta tabelka:
Liczbie 4 odpowiada kształt tetraedryczny, czyli atom azotu w środku, natomiast jego wierzchołki zajmują trzy atomy wodoru oraz jedna wolna para elektronowa. Najlepiej zrobić sobie tutaj schematyczny rysunek pomocniczy, jeśli ktoś ma problemy z wyobrażeniem sobie takich geometrycznych figur.
- Na koniec pamiętaj o tym, że my tak naprawdę widzimy wyłącznie jądra atomów, czyli podczas określania kształtu cząsteczki pomijamy wszystkie wolne pary elektronowe. Co nam zostało? Azot w środku oraz trzy wodory tworzące jedną ze ścian tetraedru. Łączymy je liniami i powstaje nam coś na kształt spłaszczonego tetraedru. Podstawę wciąż wyznaczają atomy wodoru, natomiast wierzchołek obniżył nam się z miejsca, gdzie była wolna para elektronowa do miejsca, gdzie umiejscowiony jest atom azotu (w centrum tetraedru). Jeżeli dobrze narysujesz sobie ułożenie wiązań i wolnych par elektronowych, to nie powinieneś mieć problemu z określeniem kształtu cząsteczki. Wystarczy zakryć palcem miejsca zajmowane przez pary niewiążące i zastanowić się, jak nazwać powstałą figurę geometryczną.
Podsumowując:
- hybrydyzacja – sp3
- kształt – spłaszczony tetraedr (piramida trygonalna)