चतुष्फलकीय अणु ज्यामिति

चतुष्फलकीय अणु ज्यामिति
Examples	CH4, [[permanganate|MnO− 4]]
Point group	Td
Coordination number	4
Bond angle(s)	≈ 109.5°
μ (Polarity)	0

टेट्राहेड्रल आणविक ज्यामिति में, एक केंद्रीय परमाणु केंद्र में स्थित होता है, जिसमें चार स्थानापन्न होते हैं जो एक चतुर्पाश्वीय के कोनों पर स्थित होते हैं। बंधन कोण आर्ककोसाइन | कॉस हैं⁻¹(−1⁄3) = 109.4712206...° ≈ 109.5° जब चारों पदार्थ समान हों, जैसे मीथेन में (CH₄) साथ ही समूह 14 हाइड्राइड । मीथेन और अन्य पूरी तरह से सममित चतुष्फलकीय अणु बिंदु समूह T . के हैं_d, लेकिन अधिकांश चतुष्फलकीय अणुओं में टेट्राहेड्रोन#अनियमित चतुष्फलक की समरूपताएं होती हैं। टेट्राहेड्रल अणु चिरायता (रसायन विज्ञान) हो सकते हैं।

चतुष्फलकीय आबंध कोण

एक डॉट उत्पाद का उपयोग करके एक सममित टेट्राहेड्रल अणु के बंधन कोणों की गणना करना

एक सममित चतुष्फलकीय अणु जैसे CH . के लिए आबंध कोण₄ दो वेक्टर (गणित और भौतिकी) के डॉट उत्पाद का उपयोग करके गणना की जा सकती है। जैसा कि आरेख में दिखाया गया है, अणु को घन केंद्र में चतुर्भुज परमाणु (जैसे कार्बन ) के साथ घन में अंकित किया जा सकता है जो निर्देशांक की उत्पत्ति है, ओ। चार मोनोवलेंट परमाणु (जैसे हाइड्रोजन्स) घन के चार कोनों पर हैं (ए, बी, सी, डी) चुना गया ताकि कोई भी दो परमाणु आसन्न कोनों पर केवल एक घन किनारे से जुड़े न हों। यदि घन के किनारे की लंबाई 2 इकाइयों के रूप में चुनी जाती है, तो दो बांड OA और OB सदिशों a = (1, -1, 1) और b = (1, 1, -1) के अनुरूप होते हैं, और बंधन कोण θ इन दो सदिशों के बीच का कोण है। इस कोण की गणना दो सदिशों के डॉट उत्पाद से की जा सकती है, जिसे a • b = ||a|| के रूप में परिभाषित किया गया है। ||बी|| cos θ कहा पे ||a|| यूक्लिडियन वेक्टर # वेक्टर की लंबाई को दर्शाता है। जैसा कि आरेख में दिखाया गया है, यहां डॉट उत्पाद -1 है और प्रत्येक वेक्टर की लंबाई √3 है, ताकि cos θ = -1/3 और टेट्राहेड्रल बॉन्ड कोण θ = कोटिकोज्या (-1/3) ≃ 109.47°।

उदाहरण

मुख्य समूह रसायन

File:Ch4-structure.png

टेट्राहेड्रल अणु मीथेन (CH₄)

वस्तुतः सभी संतृप्त कार्बनिक यौगिकों के अलावा, Si, Ge और Sn के अधिकांश यौगिक चतुष्फलकीय हैं। अक्सर टेट्राहेड्रल अणुओं में बाहरी लिगैंड्स के लिए कई बंधन होते हैं, जैसा कि क्सीनन टेट्रोक्साइड (एक्सईओ) में होता है।₄), perchlorate आयन (ClO−4), सल्फेट आयन (SO2−4), फास्फेट आयन (PO3−4). थियाज़िल ट्राइफ्लोराइड (SNF₃) टेट्राहेड्रल है, जिसमें सल्फर-टू-नाइट्रोजन ट्रिपल बॉन्ड है।

अन्य अणुओं में एक केंद्रीय परमाणु के चारों ओर इलेक्ट्रॉन जोड़े की चतुष्फलकीय व्यवस्था होती है; उदाहरण के लिए अमोनिया (NH₃) तीन हाइड्रोजन और एक अकेले जोड़े से घिरे नाइट्रोजन परमाणु के साथ। हालांकि सामान्य वर्गीकरण केवल बंधुआ परमाणुओं पर विचार करता है, न कि अकेला जोड़ी, इसलिए अमोनिया को वास्तव में त्रिकोणीय पिरामिड आण्विक ज्यामिति माना जाता है। H–N–H कोण 107° हैं, जो 109.5° से सिकुड़ा हुआ है। इस अंतर को एकाकी जोड़े के प्रभाव के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है जो बंधुआ परमाणु की तुलना में अधिक प्रतिकारक प्रभाव डालता है।

संक्रमण धातु रसायन

फिर से ज्यामिति व्यापक है, विशेष रूप से ऐसे परिसरों के लिए जहां धातु में d . है⁰ या डी¹⁰ कॉन्फ़िगरेशन। उदाहरण के उदाहरणों में टेट्राकिस (ट्राइफेनिलफॉस्फीन) पैलेडियम (0) (Pd[P(C₆H₅)₃]₄), निकल कार्बोनिल (Ni(CO)₄), और टाइटेनियम टेट्राक्लोराइड (TiCl₄). अधूरे भरे हुए डी-कोश वाले कई परिसर अक्सर टेट्राहेड्रल होते हैं, उदा। आयरन (II), कोबाल्ट (II), और निकेल (II) के टेट्राहैलाइड्स।

जल संरचना

गैस चरण में, पानी के एक अणु में एक ऑक्सीजन परमाणु होता है जो दो हाइड्रोजन और दो अकेले जोड़े से घिरा होता है, और H₂O गैर-बंधन एकल जोड़े पर विचार किए बिना ज्यामिति को केवल बेंट आणविक ज्यामिति के रूप में वर्णित किया गया है।

हालांकि, तरल पानी या बर्फ में, अकेला जोड़े पड़ोसी पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंध बनाते हैं। ऑक्सीजन के चारों ओर हाइड्रोजन परमाणुओं की सबसे आम व्यवस्था टेट्राहेड्रल है जिसमें दो हाइड्रोजन परमाणु सहसंयोजक ऑक्सीजन से बंधे होते हैं और दो हाइड्रोजन बांड से जुड़े होते हैं। चूंकि हाइड्रोजन बांड लंबाई में भिन्न होते हैं, इनमें से कई पानी के अणु सममित नहीं होते हैं और अपने चार संबद्ध हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच क्षणिक अनियमित टेट्राहेड्रा बनाते हैं।

बिटेट्राहेड्रल संरचनाएं

कई यौगिक और परिसर बिटेट्राहेड्रल संरचनाओं को अपनाते हैं। इस रूपांकन में, दो टेट्राहेड्रा एक सामान्य बढ़त साझा करते हैं। अकार्बनिक बहुलक सिलिकॉन डाइसल्फ़ाइड में धार-साझा टेट्राहेड्रा की एक अनंत श्रृंखला होती है। पूरी तरह से संतृप्त हाइड्रोकार्बन प्रणाली में, बाइट्राहेड्रल अणु सी₈H₆ सबसे कम संभव कार्बन-कार्बन बॉन्ड|कार्बन-कार्बन सिंगल बॉन्ड के साथ अणु के लिए एक उम्मीदवार के रूप में प्रस्तावित किया गया है।

बिटेट्राहेड्रल संरचना द्वारा अपनाया गया Al₂Br₆ (एल्यूमीनियम ट्राइब्रोमाइड ) और Ga₂Cl₆ (गैलियम ट्राइक्लोराइड )।

अपवाद और विकृतियां

टेट्राहेड्रा का व्युत्क्रम कार्बनिक और मुख्य समूह रसायन विज्ञान में व्यापक रूप से होता है। तथाकथित वाल्डेन उलटा कार्बन में व्युत्क्रम के स्टीरियोकेमिकल परिणामों को दर्शाता है। अमोनिया में नाइट्रोजन के व्युत्क्रमण के कारण प्लेनर का क्षणिक निर्माण भी होता है NH₃.

उल्टे चतुष्फलकीय ज्यामिति

एक अणु में ज्यामितीय बाधाएं आदर्शित चतुष्फलकीय ज्यामिति के गंभीर विरूपण का कारण बन सकती हैं। कार्बन परमाणु पर उल्टे टेट्राहेड्रल ज्यामिति वाले यौगिकों में, इस कार्बन से जुड़े सभी चार समूह एक विमान के एक तरफ होते हैं। कार्बन परमाणु एक वर्गाकार पिरामिड (ज्यामिति) के शीर्ष पर या उसके निकट स्थित होता है, जिसके कोनों पर अन्य चार समूह होते हैं।

उल्टे टेट्राहेड्रल ज्यामिति को प्रदर्शित करने वाले कार्बनिक अणुओं के सबसे सरल उदाहरण सबसे छोटे प्रोपेलन हैं, जैसे 1.1.1-प्रोपेलेन|[1.1.1]प्रोपेलेन; या अधिक आम तौर पर पैडलिंग लेन ्स, और pyramidane ([3.3.3.3]फेनस्ट्रेन)। ऐसे अणु आमतौर पर तनाव (रसायन विज्ञान) होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रियाशीलता बढ़ जाती है।

योजनाकरण

दो बंधों के बीच के कोण को बढ़ाकर एक टेट्राहेड्रोन को भी विकृत किया जा सकता है। चरम मामले में, चपटे परिणाम। कार्बन के लिए इस घटना को यौगिकों के एक वर्ग में देखा जा सकता है जिसे फेनेस्ट्रेन कहा जाता है।

चतुष्फलकीय अणु जिनमें कोई केंद्रीय परमाणु नहीं है

कुछ अणुओं में एक टेट्राहेड्रल ज्यामिति होती है जिसमें कोई केंद्रीय परमाणु नहीं होता है। एक अकार्बनिक उदाहरण फास्फोरस # सफेद फास्फोरस का आवंटन है (P₄) जिसमें टेट्राहेड्रॉन के शीर्ष पर चार फॉस्फोरस परमाणु होते हैं और प्रत्येक अन्य तीन से जुड़ा होता है। एक कार्बनिक उदाहरण चतुष्फलकीय है (C₄H₄) चार कार्बन परमाणुओं के साथ प्रत्येक एक हाइड्रोजन और अन्य तीन कार्बन से बंधा हुआ है। इस मामले में सैद्धांतिक C−C−C बॉन्ड कोण सिर्फ 60° है (व्यावहारिक रूप से कोण मुड़े हुए बॉन्ड के कारण बड़ा होगा), एक बड़ी मात्रा में तनाव का प्रतिनिधित्व करता है।

यह भी देखें

• एक्सई विधि
• कक्षीय संकरण

इस पेज में लापता आंतरिक लिंक की सूची

• प्रतिस्थापी
• त्रिकोणीय पिरामिड आणविक ज्यामिति
• अयुग्मित युग्म
• तुला आणविक ज्यामिति
• नाइट्रोजन उलटा
• बंधन हैं
• एक्सएक्स विधि

बाहरी संबंध

• Examples of Tetrahedral molecules
• Animated Tetrahedral Visual
• Elmhurst College
• Interactive molecular examples for point groups
• 3D Chem – Chemistry, Structures, and 3D Molecules
• IUMSC – Indiana University Molecular Structure Center]
• Complex ion geometry: tetrahedral
• Molecular Modeling