Tetraedrická vs trigonální pyramida: Rozdíl a srovnání

Čtyřstěn spadá pod typ pyramidy, která má čtyři „stejné“ trojúhelníkové strany nebo plochy, pokud mluvíme o geometrii.

Někdy se nazývá trojúhelníková pyramida, protože její základna může být kterákoli z těchto tváří. Může také odkazovat na molekulu obsahující čtyři elektrony na atom.

Tyto dva elektrony jsou spojeny dohromady, což vede k dokonale stejné struktuře. 

Key Takeaways

1. Tetraedrické molekuly mají čtyři stejně vzdálené atomy obklopující centrální atom, zatímco trigonální pyramidové molekuly mají tři atomy obklopující centrální atom.
2. Vazebné úhly v tetraedrické struktuře měří 109.5 stupňů, zatímco trigonální pyramidové struktury vykazují vazebné úhly přibližně 107 stupňů.
3. Tetraedrické jsou nepolární díky své symetrické povaze, zatímco trigonální pyramidální molekuly vykazují polaritu díky své asymetrické geometrii.

Tetrahedrální vs. Trigonální pyramida 

Tetraedrický tvar má čtyři atomy nebo skupiny atomů vázané na centrální atom. Tvar trigonální pyramidy má tři atomy nebo skupiny atomů vázané na centrální atom. Tetraedral má úhel 109.5 stupňů a trigonální pyramida má úhel přibližně 107 stupňů.

Ačkoli většina čtyřstěnných prvků má menší symetrii, bodová skupina Td zahrnuje uhlík a další dokonale symetrické čtyřstěnné sloučeniny. Je možné vyrobit chirální tetraedrické látky.

Čtyři další atomy obklopují základní prvek čtyřstěnného objektu. Každý z okolních atomů má kvůli centrálnímu prvku vazebný úhel 109.5 stupňů. 

Tetraedrická geometrie elektronového páru, která vede k trigonální pyramidě molekulární geometrie NH3 je běžným příkladem použité geometrie tetraedrických elektronových párů, která vede k molekulární geometrii trigonální pyramidy.

Kvůli svým pěti valenčním elektronům potřebuje dusík ke splnění svého oktetu tři další elektrony, které získávají další tři atomy vodíku.

Výsledkem je osamocený elektronový pár bez dalšího atomu, se kterým by se vytvořila vazba. 

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Tetrahedrální Pyramida	Trigonální pyramida
Struktura	Čtyřboká struktura je typ pyramidy, která má čtyři stejné strany, které jsou trojúhelníkového tvaru.	Trigonální pyramida má jeden atom v každém rohu a další tři stejné atomy.
Polarita	Tetraedrické struktury jsou nepolární sloučeniny.	Trigonální pyramida patří mezi polární sloučeniny.
Délka	Čtyřstěnná struktura je vždy stejně dlouhá.	Struktura trigonální pyramidy bude ovlivněna osamělým atomem na jejím vrcholu.
Elektrická přitažlivost	V tetraedrických sloučeninách není žádná elektrická přitažlivost.	Ve sloučeninách trigonálních pyramid existuje elektrická přitažlivost.
Konstituce atomů	Všechny čtyři atomy substituentů jsou stejné.	Osamělý atom může mít vliv na tvar trigonální pyramidy.

Co je čtyřstěnná pyramida? 

Centrální atom je umístěn v srdci čtyřstěnné molekulární geometrie se čtyřmi substituenty umístěnými právě v rozích čtyřstěnu.

Když jsou všechny čtyři substituenty stejné, jako v metanu (CH4) [1][2] a jeho těžších protějšcích, jsou vazebné úhly cos1(13) = 109.4712206…° 109.5°.  

Skupina bodů Td zahrnuje uhlík a jiné zcela symetrické tetraedrické sloučeniny, ačkoli většina čtyřstěnných atomů má nižší symetrii. Chirální tetraedrické sloučeniny jsou možné. 

Tetraedrický prvek je takový, ve kterém čtyři další atomy obklopují základní prvek.  

Centrální prvek tvoří vazebné úhly 109.5 stupňů pro každý z okolních atomů.

Metan, CH4, amoniak, NH3 a voda, H2O všechny obsahují čtyři elektronové skupiny obklopující jejich atom jádra, což jim dává čtyřstěnnou formu s vazebnými úhly přibližně 109.5°. 

 Zemní plyn obsahuje nejjednodušší molekulu uhlovodíku, metan. Tetraedrické geometrie na každém uhlíku v uhlovodíkovém řetězci jsou založeny na této molekule.

Lewisův diagram pro NH4+ zobrazuje N uprostřed, bez osamělých elektronových párů. 

 Pro srovnání, amoniak, NH3, obsahuje jediný pár. Čtvrtý atom vodíku se připojí k molekule amoniaku jako vodíkový iont (bez elektronů) na osamocený pár dusíku. 

Co je trigonální pyramida? 

Molekulární geometrie trigonální pyramidy NH3 je příkladem geometrie tetraedrických elektronových párů, která vede k molekulární geometrii trigonální pyramidy.

Protože dusík má pět valenčních elektronů, potřebuje k dokončení svého oktetu tři elektrony navíc ze tří atomů vodíku.  

Tím zůstane osamocený elektronový pár bez dalšího atomu, se kterým by se mohl vázat. Při přibližně 109o vazebném úhlu jsou tři atomy vodíku a osamocený elektronový pár tak daleko od sebe, jak je to možné.

Toto je geometrie čtyřstěnných elektronových párů. 

Tři propojené atomy vodíku zažívají o něco větší odpuzování od osamělých elektronových párů, což má za následek malou kompresi do úhlu vazby 107o.

Protože osamocený elektronový pár, i když stále působí, je při pohledu na molekulární geometrii nedetekovatelný, má molekula molekulární geometrii trigonální pyramidy.  

Geometrie elektronového páru je čtyřstěnná, zatímco molekulární geometrie je trigonální pyramida.

Vodíkový iont spojený s kyselými charakteristikami určitých sloučenin ve vodném roztoku je znázorněn pomocí hydroniového iontu, což je přesnější způsob. 

V atomech síry a všech atomech kyslíku existuje oktet elektronů. Ve vínech, sulfit a bisulfitové ionty se používají jako konzervační prostředky. 

Je také součástí kyselý déšť, který vzniká smícháním molekul oxidu siřičitého a vody. 

Hlavní rozdíly mezi Tetraedrální a Trigonální pyramida 

1. Tetraedrická struktura je typ pyramidy se čtyřmi „stejnými“ trojúhelníkovými stranami nebo plochami, zatímco trigonální pyramida má na druhé straně jeden jediný atom v každém rohu a tři stejné atomy. 
2. Tetraedrické jsou nepolární sloučeniny, zatímco trigonální pyramidy jsou polární sloučeniny. 
3. Tetraedrická struktura má vždy stejnou délku, zatímco osamocený atom na svém vrcholu ovlivní strukturu trigonální pyramidy. 
4. V tetraedrických sloučeninách není žádná elektrická přitažlivost, zatímco ve sloučeninách trigonálních pyramid existuje elektrická přitažlivost. 
5. Všechny čtyři atomy substituentů jsou stejné, zatímco jediný atom může mít vliv na tvar trigonální pyramidy. 

Reference

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.accounts.8b00257
2. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2012/nr/c2nr31071f/unauth

Poslední aktualizace: 13. července 2023