Tetrahedral molekylgeometri | |
![]() | |
Vurdering VSEPR | AX 4 E 0 (AX 4 ) |
---|---|
Eksempel (er) | CH 4 , PO 4 3− , SO 4 2- |
Molekylær symmetri | Td |
Sterisk nummer | 4 |
Koordinasjon | 4 |
Ikke-bindende dublett | 0 |
Koblingsvinkel | 109,47 ° |
I kjemi , tetraederstruktur er det geometrien av molekyler hvor en sentralatom, er angitt A, er bundet til fire atomer, X er angitt ved topp-punktene av en regelmessig (eller nesten regulær) tetraeder . Disse forbindelsene tilhører klassen AX 4 E 0 i henhold til VSEPR-teorien .
De bindingen vinkler er ≈ 109,47 ° når alle substituenter er de samme som i tilfellet med metan (CH 4 ). Fullstendig symmetrisk -tetraedre tilhører punktgruppen symmetri T d , men de fleste tetraedriske molekylene ikke har en slik sterk symmetri. Tetraedriske molekyler kan være chirale .
Denne geometrien er nær den trigonale pyramidemolekylære geometrien (AX 3 E 1 ), der stedet for en av substituentene holdes av en ikke-bindende dublett . I denne geometrien er bindingsvinklene mindre enn 109,5 °, for eksempel 107 ° når det gjelder ammoniakk . Denne svake sammentrekningen skyldes den sterkere frastøting som denne ikke-bindende dubletten, med hensyn til en substituent, utøver på de andre substituentene.
Så å si alle mettede organiske forbindelser er tetraeder; dette er også tilfelle for de fleste forbindelser av silisium , germanium og tinn . Ofte tetraedriske molekyler oppviser multiple bindinger med eksterne ligander, slik som xenon tetraoksid (xeo 4 ), perklorat ion (ClO 4 - ), sulfationer (SO 4 2 ), eller fosfationer. (PO 4 3- ). Den tiazolvl-trifluorid (SNF 3 ) er et tetraedrisk forbindelse som har en trippelbinding svovel-nitrogen.
Likeledes er denne geometri ganske utbredt, særlig i komplekser hvor metallet har en d 0 eller d 10 konfigurasjon . Nevnelse kan således gjøres av tetrakis (trifenylfosfin) palladium (0) , nikkeltetrakarbonyl eller ellers titantetraklorid . Mange komplekser med et ufullstendig d-lag er også tetraeder, for eksempel tetrahalidene av jern (II), kobolt (II) og nikkel (II).
Inversjonen av en tetraedral struktur er vanlig i organisk kjemi og hovedgruppekjemi. Den Walden inversjon viser konsekvensen av denne inversjon ved karbonnivået.
De geometriske begrensningene til et molekyl kan forårsake alvorlige forvrengninger i forhold til en perfekt tetrahedral geometri. I disse forbindelsene som f.eks. Inneholder et "omvendt karbon", er karbonet pyramidalt.
De enkleste eksemplene på organiske molekyler som viser et invertert karbon er de mindre propellanene , slik som [1.1.1] propellan , eller generelt paddlaner og pyramidaner . Slike molekyler er generelt under spenning, noe som øker reaktiviteten.
En tetraeder kan også forvrenges ved å øke vinkelen mellom to bindinger, og i de mest ekstreme tilfellene danne en flat vinkel. Når det gjelder karbon, kan slike fenomener observeres i en klasse av forbindelser som kalles fenestranes .