ความแตกต่างระหว่างพีระมิดจัตุรมุขและตรีโกณมิติ (พร้อมตาราง)

จัตุรมุขอยู่ภายใต้ประเภทของปิรามิดที่มีสี่ด้านหรือใบหน้าสามเหลี่ยม "เท่ากัน" หากเรากำลังพูดถึงเรขาคณิต บางครั้งเรียกว่าปิรามิดสามเหลี่ยมเนื่องจากฐานของมันสามารถเป็นใบหน้าใดก็ได้ นอกจากนี้ยังสามารถอ้างถึงโมเลกุลที่มีอะตอมสี่อิเล็กตรอนต่ออะตอม อิเล็กตรอนสองตัวนี้ถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดโครงสร้างที่เท่ากันอย่างสมบูรณ์

Tetrahedral vs Trigonal Pyramid

ความแตกต่างระหว่างปิรามิดทรงจัตุรมุขและตรีโกณมิติคือ โครงสร้างทรงสี่เหลี่ยมจตุรัสเป็นประเภทของปิรามิดที่มีด้านเท่ากันสี่ด้าน ซึ่งมีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยมหรือหน้าที่มีอะตอมเหมือนกัน 4 อะตอม พีระมิดตรีโกณมิติมีอะตอมหนึ่งอะตอมที่แต่ละมุมและอีกสามอะตอมที่เหมือนกัน

แม้ว่าองค์ประกอบจัตุรมุขส่วนใหญ่มีความสมมาตรน้อยกว่า แต่กลุ่มคะแนน Td ยังรวมถึงคาร์บอนและสารประกอบจัตุรมุขที่สมมาตรอย่างสมบูรณ์แบบอื่นๆ เป็นไปได้ที่จะทำสาร chiral tetrahedral องค์ประกอบหลักของวัตถุทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสล้อมรอบด้วยอะตอมเพิ่มเติมอีกสี่อะตอม อะตอมโดยรอบแต่ละอะตอมมีมุมพันธะ 109.5 องศาเนื่องจากองค์ประกอบศูนย์กลาง

เรขาคณิตคู่อิเล็กตรอนจัตุรมุขที่ส่งผลให้เรขาคณิตโมเลกุลพีระมิดตรีโกณมิติของ NH3 เป็นตัวอย่างทั่วไปที่ใช้เรขาคณิตคู่อิเล็กตรอนจัตุรมุขซึ่งส่งผลให้เกิดเรขาคณิตโมเลกุลพีระมิดตรีโกณมิติ เนื่องจากวาเลนซ์อิเล็กตรอนมี 5 ตัว ไนโตรเจนจึงต้องการอิเล็กตรอนอีก 3 ตัว ซึ่งได้รับจากอะตอมไฮโดรเจนอีก 3 อะตอมเพื่อให้ได้ออคเต็ต ส่งผลให้เกิดอิเล็กตรอนคู่เดียวที่ไม่มีอะตอมอื่นที่จะสร้างพันธะ

ตารางเปรียบเทียบระหว่างพีระมิดจัตุรมุขและตรีโกณมิติ

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	ปิรามิดจัตุรมุข	พีระมิดตรีโกณมิติ
โครงสร้าง	โครงสร้างจัตุรมุขเป็นปิรามิดชนิดหนึ่งซึ่งมีด้านเท่ากันสี่ด้านซึ่งมีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยม	พีระมิดตรีโกณมิติมีอะตอมหนึ่งอะตอมที่แต่ละมุมและอีกสามอะตอมที่เหมือนกัน
ขั้ว	โครงสร้าง Tetrahedral เป็นสารประกอบไม่มีขั้ว	Trigonal Pyramid เป็นของสารประกอบเชิงขั้ว
ความยาว	โครงสร้างจัตุรมุขมีความยาวเท่ากันเสมอ	โครงสร้างของพีระมิดตรีโกณมิติจะได้รับอิทธิพลจากอะตอมเดียวที่ปลายสุดของมัน
แรงดึงดูดไฟฟ้า	ไม่มีแรงดึงดูดทางไฟฟ้าในสารประกอบจัตุรมุข	มีแรงดึงดูดไฟฟ้าในสารประกอบปิรามิดตรีโกณมิติ
รัฐธรรมนูญของอะตอม	อะตอมแทนที่ทั้งสี่อะตอมเหมือนกัน	อะตอมเดี่ยวสามารถส่งผลต่อรูปร่างของปิรามิดตรีโกณมิติได้

Tetrahedral Pyramid คืออะไร?

อะตอมกลางอยู่ในตำแหน่งใจกลางของเรขาคณิตโมเลกุลแบบจัตุรมุข โดยมี 4 หมู่แทนที่อยู่ที่มุมของจัตุรมุข เมื่อหมู่แทนที่ทั้งสี่เหมือนกัน เช่นเดียวกับในมีเทน (CH4) [1][2] และหมู่แทนที่ที่หนักกว่า มุมพันธะคือ cos1(13) = 109.4712206…° 109.5°

กลุ่มคะแนน Td ประกอบด้วยคาร์บอนและสารประกอบสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่สมมาตรโดยสิ้นเชิงอื่นๆ แม้ว่าอะตอมของจัตุรมุขส่วนใหญ่มีความสมมาตรที่ต่ำกว่า สารประกอบ Chiral tetrahedral เป็นไปได้ สิ่งของทรงสี่หน้าคือองค์ประกอบหนึ่งที่องค์ประกอบแกนกลางล้อมรอบด้วยอะตอมอื่นอีกสี่อะตอม

องค์ประกอบศูนย์กลางสร้างมุมพันธะ 109.5 องศาสำหรับแต่ละอะตอมโดยรอบ มีเทน CH4 แอมโมเนีย NH3 และน้ำ H2O ทั้งหมดมีกลุ่มอิเล็กตรอนสี่กลุ่มล้อมรอบอะตอมแกนกลางของพวกมัน ทำให้พวกมันอยู่ในรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสที่มีมุมพันธะประมาณ 109.5°

ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยมีเทนโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่ง่ายที่สุด รูปทรงสี่เหลี่ยมจตุรัสที่คาร์บอนแต่ละตัวในสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนมีพื้นฐานมาจากโมเลกุลนี้ แผนภาพลูอิสสำหรับ NH4+ แสดง N ที่จุดศูนย์กลาง โดยไม่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว

แอมโมเนีย NH3 มีคู่เดียวในการเปรียบเทียบ อะตอมของไฮโดรเจนที่สี่ยึดติดกับโมเลกุลแอมโมเนียในรูปของไฮโดรเจนไอออน (โดยไม่มีอิเล็กตรอน) กับคู่โดดเดี่ยวของไนโตรเจน

Trigonal Pyramid คืออะไร?

เรขาคณิตโมเลกุลพีระมิดตรีโกณมิติของ NH3 เป็นตัวอย่างหนึ่งของเรขาคณิตคู่อิเล็กตรอนแบบจัตุรมุขซึ่งส่งผลให้เกิดเรขาคณิตโมเลกุลพีระมิดแบบตรีโกณมิติ เนื่องจากไนโตรเจนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 5 ตัว จึงต้องใช้อิเล็กตรอนพิเศษ 3 ตัวจากอะตอมไฮโดรเจน 3 อะตอมจึงจะครบออคเต็ต

ทำให้มีคู่อิเล็กตรอนเพียงคู่เดียวที่ไม่มีอะตอมอื่นให้จับ ที่มุมพันธะประมาณ 109o อะตอมของไฮโดรเจนสามอะตอมและคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวจะห่างกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นี่คือเรขาคณิตของคู่อิเล็กตรอนแบบจัตุรมุข

อะตอมของไฮโดรเจนที่เชื่อมต่อกันทั้งสามตัวจะได้รับแรงผลักจากคู่อิเล็กตรอนที่โดดเดี่ยว ส่งผลให้มีการบีบอัดเล็กน้อยไปที่มุมพันธะ 107o เนื่องจากคู่อิเล็กตรอนโดดเดี่ยวในขณะที่ยังคงออกแรงกระทบ จะไม่สามารถตรวจพบได้เมื่อดูที่เรขาคณิตของโมเลกุล โมเลกุลจึงมีรูปเรขาคณิตของโมเลกุลพีระมิดแบบตรีโกณมิติ

เรขาคณิตคู่อิเล็กตรอนเป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสในขณะที่เรขาคณิตของโมเลกุลเป็นปิรามิดตรีโกณมิติ ไฮโดรเจนไอออนที่เชื่อมโยงกับลักษณะกรดของสารประกอบบางชนิดในสารละลายในน้ำจะแสดงโดยใช้ไฮโดรเนียมไอออน ซึ่งเป็นวิธีที่แม่นยำยิ่งขึ้น

อิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งมีอยู่ในอะตอมของซัลเฟอร์และอะตอมของออกซิเจนทั้งหมด ในไวน์ ซัลไฟต์และไบซัลไฟต์ไอออนถูกใช้เป็นสารกันบูด นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบของฝนกรด ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์และโมเลกุลของน้ำผสมกัน

ความแตกต่างหลักระหว่างพีระมิดจัตุรมุขและตรีโกณมิติ

บทสรุป

ในแง่เคมี มักมีอะตอมตรงกลางนอกเหนือจากอะตอมทั้งสี่ที่จุดยอด เมื่อทั้งสองรูปแบบนี้ถูกใช้เป็นตัวอธิบายเรขาคณิตของโมเลกุล อะตอมตรงกลางอยู่ภายในปริมาตรของแข็งของจัตุรมุขและอยู่ห่างจากจุดยอดทั้งสี่อะตอมในรูปทรงสี่เหลี่ยมจตุรัสปกติที่สมมาตรและเหมาะสม

เรขาคณิตคู่อิเล็กตรอนเป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสในขณะที่เรขาคณิตของโมเลกุลเป็นปิรามิดตรีโกณมิติ อะตอมตรงกลางเป็นรูปทรงพีระมิดแบบตรีโกณมิติสามารถอยู่ภายในปริมาตรของแข็ง อยู่ภายในระนาบของพีระมิด/จัตุรมุข หรือแม้แต่นอกปริมาตรจัตุรมุข

อ้างอิง