Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Hybridiserade orbitaler
- Sp-hybridisering
- Sp2-hybridisering
- Sp3-hybridisering
- Högre steriska siffror
Förutsäga vinklarna mellan bundna atomer med hjälp av teorin om valensskalelektronparavstötning (VSEPR). Det steriska antalet - summan av andra atomer och ensamma elektronpar som är bundna till en central atom - bestämmer en molekyls geometri. Ensam elektronpar är bosatta i det yttre (valans) skalet hos en atom och delas inte med andra atomer.
TL; DR (för lång; läste inte)
Medan du inte kan använda VSEPR för att beräkna bindningsvinklar, hjälper det att bestämma dessa vinklar baserat på steriskt antal. Endast väte har ett steriskt nummer på en, och H2-molekylen har en linjär form.
Hybridiserade orbitaler
En elektron kretsar kring en atom i en karakteristisk form bestämd av det mest troliga stället för att hitta elektronen vid någon tidpunkt. Elektroner avvisar varandra eftersom de alla har negativa laddningar, så orbitaler ger varje elektron det största möjliga avståndet från sina grannar. När en valenselektron bildar en kovalent bindning med en annan atom, förändras omloppsbana i en process som kallas hybridisering. VSEPR förutspår bindningsvinklar baserade på hybridiserade orbitaler, men är inte exakt för vissa metallföreningar, gasformiga salter och oxider.
Sp-hybridisering
Den enklaste hybridbanan är sp, vilket motsvarar ett steriskt antal av två. Bindningsvinkeln är linjär, eller 180 grader, när atomen inte har några ensamma elektronpar. Ett exempel är koldioxid. Omvänt har en kvävemolekyl ett ensamt elektronpar. Detta ger den en linjär form men en ohybridiserad omloppsbana och därför har den ingen bindningsvinkel.
Sp2-hybridisering
Ett steriskt nummer på tre leder till bildandet av sp2-orbitaler. Bindningsvinklarna beror på antalet ensamma elektronpar. Till exempel har bortriklorid inga ensamma par, en trigonal plan form och bindningsvinklar på 120 grader. Trioxygenmolekylen O3 har ett ensamt par och bildar en böjd form med bindningsvinklar på 118 grader. Å andra sidan har O2 två ensamma par och en linjär form.
Sp3-hybridisering
En atom med ett steriskt antal av fyra kan ha från noll till tre ensamma elektronpar inom en sp3-hybridiserad omloppsbana. Metan, som inte har några ensamma par, bildar en tetrahedron med 109,5-graders bindningsvinklar. Ammoniak har ett ensamt par, vilket skapar bindningsvinklar på 107,5 grader och en trigonal pyramidform. Vatten, med två ensamma elektronpar, har en böjd form med 104,5-graders bindningsvinklar. Fluormolekyler har tre ensamma par och en linjär geometri.
Högre steriska siffror
Högre steriska nummer leder till mer komplexa geometrier och olika bindningsvinklar. Förutom VSEPR förutsäger komplicerade teorier som molekylkraftfält och kvantteori också bindningsvinklar.