Geometria molecolare tetraedrica | |
Valutazione VSEPR | AX 4 E 0 (AX 4 ) |
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Esempi | CH 4 , PO 4 3− , SO 4 2- |
Simmetria molecolare | Td |
Numero sterile | 4 |
Coordinazione | 4 |
Farsetto non vincolante | 0 |
Angolo di collegamento | ≈ 109,47 ° |
In chimica , la geometria molecolare tetraedrica è la geometria delle molecole in cui un atomo centrale, indicato con A, è legato a quattro atomi, indicato con X, ai vertici di un tetraedro regolare (o quasi regolare). Questi composti appartengono alla classe AX 4 E 0 secondo la teoria VSEPR .
Gli angoli di legame sono ≈ 109,47 ° quando tutti i sostituenti sono gli stessi del metano (CH 4 ). I tetraedri perfettamente simmetrici appartengono al gruppo puntuale di simmetria T d , ma la maggior parte delle molecole tetraedriche non ha una simmetria così forte. Le molecole tetraedriche possono essere chirali .
Questa geometria è vicina alla geometria molecolare piramidale trigonale (AX 3 E 1 ), dove il posto di uno dei sostituenti è tenuto da un doppietto non legante . In questa geometria, gli angoli di legame sono inferiori a 109,5 °, ad esempio 107 ° nel caso dell'ammoniaca . Questa leggera contrazione risulta dalla repulsione più forte che questo doppietto non legante, rispetto a un sostituente, esercita sugli altri sostituenti.
Praticamente tutti i composti organici saturi sono tetraedrici; questo è anche il caso della maggior parte dei composti di silicio , germanio e stagno . Spesso, le molecole tetraedriche mostrano legami multipli con ligandi esterni, come xeno tetraossido (XeO 4 ), ione perclorato (ClO 4 - ), ione solfato (SO 4 2- ) o ione fosfato (PO 4 3- ). Il tiazil trifluoruro (SNF 3 ) è un composto tetraedrico avente un triplo legame zolfo-azoto.
Allo stesso modo, questa geometria è abbastanza diffusa, specialmente nei complessi in cui il metallo ha una configurazione d 0 o d 10 . Si può quindi menzionare il tetrakis (trifenilfosfina) palladio (0) , il tetracarbonile di nichel oppure il tetracloruro di titanio . Molti complessi con uno strato d incompleto sono anche tetraedrici, per esempio i tetraalidi di ferro (II), cobalto (II) e nichel (II).
L'inversione di una struttura tetraedrica è comune nella chimica organica e nella chimica dei gruppi principali. L' inversione di Walden illustra le conseguenze di questa inversione a livello di carbonio.
I vincoli geometrici di una molecola possono causare gravi distorsioni rispetto a una perfetta geometria tetraedrica. In questi composti che comprendono un "carbonio inverso", ad esempio, il carbonio è piramidale.
Gli esempi più semplici di molecole organiche che esibiscono un carbonio invertito sono i propellani più piccoli , come [1.1.1] propellano , o in generale paddlan e piramidani . Tali molecole sono generalmente sotto tensione, il che aumenta la loro reattività.
Un tetraedro può anche essere distorto aumentando l'angolo tra due legami, andando nei casi più estremi a formare un angolo piatto. Nel caso del carbonio, tali fenomeni possono essere osservati in una classe di composti chiamati fenestranes .