Tetrahedral vs Trigonal Pyramid: Difference and Comparison

Ένα τετράεδρο βρίσκεται κάτω από τον τύπο της πυραμίδας που έχει τέσσερις «ίσες» τριγωνικές πλευρές ή όψεις, αν μιλάμε για γεωμετρία.

Μερικές φορές αναφέρεται ως τριγωνική πυραμίδα, καθώς η βάση της μπορεί να είναι οποιαδήποτε από αυτές τις όψεις. Μπορεί επίσης να αναφέρεται σε ένα μόριο που περιέχει ένα άτομο τέσσερα ηλεκτρόνια ανά άτομο.

Αυτά τα δύο ηλεκτρόνια συνδέονται μεταξύ τους, με αποτέλεσμα μια τέλεια ίση δομή. 

Βασικές τακτικές

1. Τα τετραεδρικά μόρια διαθέτουν τέσσερα ίσα απέχοντα άτομα που περιβάλλουν ένα κεντρικό άτομο, ενώ τα τριγωνικά πυραμιδικά μόρια έχουν τρία άτομα που περιβάλλουν ένα κεντρικό άτομο.
2. Οι γωνίες δεσμού σε μια τετραεδρική δομή είναι 109.5 μοίρες, ενώ οι τριγωνικές πυραμιδικές δομές εμφανίζουν γωνίες δεσμού περίπου 107 μοιρών.
3. Τα τετραεδρικά είναι μη πολικά λόγω της συμμετρικής τους φύσης, ενώ τα τριγωνικά πυραμιδικά μόρια εμφανίζουν πολικότητα λόγω της ασύμμετρης γεωμετρίας τους.

Τετράεδρος εναντίον Τριγωνική πυραμίδα 

Το τετραεδρικό σχήμα έχει τέσσερα άτομα ή ομάδες ατόμων συνδεδεμένα με ένα κεντρικό άτομο. Το τριγωνικό σχήμα πυραμίδας έχει τρία άτομα ή ομάδες ατόμων συνδεδεμένα με ένα κεντρικό άτομο. Το Τετραεδρικό έχει γωνία 109.5 μοιρών και η τριγωνική πυραμίδα έχει γωνία περίπου 107 μοιρών.

Αν και τα περισσότερα τετραεδρικά στοιχεία έχουν μικρότερη συμμετρία, η ομάδα σημείων Td περιλαμβάνει άνθρακα και άλλες απόλυτα συμμετρικές τετραεδρικές ενώσεις. Είναι εφικτό να δημιουργηθούν χειρόμορφες τετραεδρικές ουσίες.

Τέσσερα επιπλέον άτομα περιβάλλουν το στοιχείο πυρήνα ενός τετραεδρικού αντικειμένου. Καθένα από τα γύρω άτομα έχει γωνία δεσμού 109.5 μοιρών λόγω του κεντρικού στοιχείου. 

Η γεωμετρία του τετραεδρικού ζεύγους ηλεκτρονίων που καταλήγει στην τριγωνική πυραμίδα μοριακή γεωμετρία του NH3 είναι ένα κοινό παράδειγμα που χρησιμοποιείται για τη γεωμετρία τετραεδρικού ζεύγους ηλεκτρονίων που οδηγεί σε μοριακή γεωμετρία τριγωνικής πυραμίδας.

Λόγω των πέντε ηλεκτρονίων σθένους του, το άζωτο απαιτεί άλλα τρία ηλεκτρόνια που λαμβάνονται από τα άλλα τρία άτομα υδρογόνου, για να εκπληρώσει την οκτάδα του.

Έχει ως αποτέλεσμα ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων χωρίς άλλο άτομο με το οποίο να σχηματίζεται δεσμός. 

Συγκριτικός πίνακας

Παράμετροι σύγκρισης	Τετράεδρος Πυραμίδα	Τριγωνική Πυραμίδα
Structure	Η τετραεδρική δομή είναι ένας τύπος πυραμίδας που έχει τέσσερις ίσες πλευρές που έχουν τριγωνικό σχήμα.	Μια τριγωνική πυραμίδα έχει ένα άτομο σε κάθε γωνία και τα άλλα τρία ίδια άτομα.
Πολικότητα	Οι τετραεδρικές δομές είναι μη πολικές ενώσεις.	Η Τριγωνική Πυραμίδα ανήκει σε πολικές ενώσεις.
Μήκος	Η τετραεδρική δομή είναι πάντα ίση σε μήκος μεταξύ τους.	Η δομή μιας τριγωνικής πυραμίδας θα επηρεαστεί από το μοναχικό άτομο στην κορυφή της.
Ηλεκτρική έλξη	Δεν υπάρχει ηλεκτρική έλξη στις τετραεδρικές ενώσεις.	Υπάρχει ηλεκτρική έλξη σε ενώσεις τριγωνικών πυραμίδων.
Σύσταση ατόμων	Και τα τέσσερα άτομα υποκαταστάτη είναι τα ίδια.	Ένα μοναχικό άτομο μπορεί να έχει επίδραση στο σχήμα μιας τριγωνικής πυραμίδας.

Τι είναι η τετραεδρική πυραμίδα; 

Ένα κεντρικό άτομο είναι τοποθετημένο στην καρδιά μιας τετραεδρικής μοριακής γεωμετρίας, με τέσσερις υποκαταστάτες που βρίσκονται ακριβώς στις γωνίες του τετραέδρου.

Όταν και οι τέσσερις υποκαταστάτες είναι ίδιοι, όπως στο μεθάνιο (CH4) [1][2] και στους βαρύτερους ομολόγους του, οι γωνίες δεσμού είναι cos1(13) = 109.4712206…° 109.5°.  

Η ομάδα σημείων Td περιλαμβάνει άνθρακα και άλλες πλήρως συμμετρικές τετραεδρικές ενώσεις, αν και τα περισσότερα τετραεδρικά άτομα έχουν χαμηλότερη συμμετρία. Είναι δυνατές χειρόμορφες τετραεδρικές ενώσεις. 

Ένα τετραεδρικό στοιχείο είναι αυτό στο οποίο τέσσερα άλλα άτομα περιβάλλουν το στοιχείο του πυρήνα.  

Το κεντρικό στοιχείο σχηματίζει γωνίες δεσμού 109.5 μοιρών για κάθε ένα από τα γύρω άτομα.

Το μεθάνιο, το CH4, η αμμωνία, το NH3 και το νερό, το H2O περιέχουν όλες τέσσερις ομάδες ηλεκτρονίων που περιβάλλουν το άτομο του πυρήνα τους, δίνοντάς τους τετραεδρική μορφή με γωνίες δεσμού περίπου 109.5°. 

 Το φυσικό αέριο περιέχει το απλούστερο μόριο υδρογονάνθρακα, το μεθάνιο. Οι τετραεδρικές γεωμετρίες σε κάθε άνθρακα σε μια υδρογονανθρακική αλυσίδα βασίζονται σε αυτό το μόριο.

Το διάγραμμα Lewis για το NH4+ εμφανίζει N στο κέντρο, χωρίς μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων. 

 Συγκριτικά, η αμμωνία, NH3, περιέχει ένα μόνο ζεύγος. Το τέταρτο άτομο υδρογόνου συνδέεται με το μόριο αμμωνίας ως ιόν υδρογόνου (χωρίς ηλεκτρόνια) στο μοναχικό ζεύγος του αζώτου. 

Τι ΕΙΝΑΙ ΤΟ Τριγωνική πυραμίδα? 

Η μοριακή γεωμετρία της τριγωνικής πυραμίδας του NH3 είναι ένα παράδειγμα γεωμετρίας τετραεδρικού ζεύγους ηλεκτρονίων με αποτέλεσμα τη μοριακή γεωμετρία της τριγωνικής πυραμίδας.

Επειδή το άζωτο έχει πέντε ηλεκτρόνια σθένους, απαιτεί τρία επιπλέον ηλεκτρόνια από τρία άτομα υδρογόνου για να ολοκληρώσει την οκτάδα του.  

Αυτό αφήνει ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων χωρίς άλλο άτομο για σύνδεση. Σε γωνία δεσμού περίπου 109o, τα τρία άτομα υδρογόνου και το μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων απέχουν όσο το δυνατόν περισσότερο.

Αυτή είναι η γεωμετρία των τετραεδρικών ζευγών ηλεκτρονίων. 

Τα τρία συνδετικά άτομα υδρογόνου βιώνουν λίγο περισσότερη απώθηση από τα μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα μια μικρή συμπίεση σε γωνία δεσμού 107o.

Επειδή το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων, ενώ εξακολουθεί να ασκεί την πρόσκρουσή του, είναι μη ανιχνεύσιμο όταν εξετάζουμε τη μοριακή γεωμετρία, το μόριο έχει μοριακή γεωμετρία τριγωνικής πυραμίδας.  

Η γεωμετρία του ζεύγους ηλεκτρονίων είναι τετραεδρική, ενώ η μοριακή γεωμετρία είναι μια τριγωνική πυραμίδα.

Το ιόν υδρογόνου που συνδέεται με όξινα χαρακτηριστικά ορισμένων ενώσεων σε υδατικό διάλυμα παρουσιάζεται χρησιμοποιώντας το ιόν υδρονίου, που είναι ένας πιο ακριβής τρόπος. 

Μια οκτάδα ηλεκτρονίων υπάρχει στα άτομα του θείου και σε όλα τα άτομα οξυγόνου. Στα κρασιά, θειώδες άλας και τα διθειώδη ιόντα χρησιμοποιούνται ως συντηρητικά. 

Είναι επίσης ένα συστατικό του όξινη βροχή, που δημιουργείται όταν αναμειγνύονται μόρια διοξειδίου του θείου και νερού. 

Οι κύριες διαφορές μεταξύ του Tετραεδρική και Τριγωνική πυραμίδα 

1. Μια τετραεδρική δομή είναι ένας τύπος πυραμίδας με τέσσερις «ίσες» τριγωνικές πλευρές ή όψεις, ενώ μια τριγωνική πυραμίδα, από την άλλη πλευρά, έχει ένα μόνο άτομο σε κάθε γωνία και τρία πανομοιότυπα άτομα. 
2. Οι τετραεδρικές είναι μη πολικές ενώσεις, ενώ οι τριγωνικές πυραμίδες είναι πολικές ενώσεις. 
3. Η τετραεδρική δομή είναι πάντα ίση σε μήκος μεταξύ τους, ενώ το μοναχικό άτομο στην κορυφή του θα επηρεάσει τη δομή μιας τριγωνικής πυραμίδας. 
4. Δεν υπάρχει ηλεκτρική έλξη στις τετραεδρικές ενώσεις, ενώ υπάρχει ηλεκτρική έλξη στις τριγωνικές πυραμιδικές ενώσεις. 
5. Και τα τέσσερα άτομα υποκαταστάτη είναι τα ίδια, ενώ το άτομο Lone μπορεί να έχει επίδραση στο σχήμα μιας τριγωνικής πυραμίδας. 

αναφορές

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

Τελευταία ενημέρωση: 13 Ιουλίου, 2023