Predikujte úhly mezi vázanými atomy pomocí teorie odpuzování elektronových párů valenční skořepiny (VSEPR). Sterické číslo - součet dalších atomů a osamocených elektronových párů vázaných na centrální atom - určuje geometrii molekuly. Osamocené elektronové páry se nacházejí ve vnějším (záclonovém) plášti atomu a nejsou sdíleny s jinými atomy.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
I když nemůžete použít VSEPR k výpočtu úhlů vazby, pomůže vám tyto úhly určit na základě sterického čísla. Pouze vodík má sterické číslo jedna a molekula H2 má lineární tvar.
Hybridizované orbitaly
Elektron obíhá okolo atomu v charakteristickém tvaru určeném nejpravděpodobnějším místem, kde lze elektron kdykoli najít. Elektrony se navzájem odpuzují, protože všechny mají záporné náboje, takže orbitaly dávají každému elektronu maximální možnou vzdálenost od sousedů. Když valenční elektron vytvoří kovalentní vazbu s jiným atomem, oběžná dráha se změní v procesu zvaném hybridizace. VSEPR předpovídá úhly vazeb na základě hybridizovaných orbitalů, ale není přesný pro určité sloučeniny kovů, plynné soli a oxidy.
Sp hybridizace
Nejjednodušší hybridní orbitál je sp, což odpovídá sterickému počtu dvou. Úhel vazby je lineární nebo 180 stupňů, když atom nemá žádné volné elektronové páry. Příkladem je oxid uhličitý. Naopak, molekula dusíku má jeden volný elektronový pár. To mu dává lineární tvar, ale nehybridizovaný orbitál, a proto nemá žádný úhel vazby.
Hybridizace Sp2
Sterický počet tří vede k tvorbě sp2 orbitalů. Úhel vazby závisí na počtu osamělých elektronových párů. Například chlorid boritý nemá žádné osamělé páry, trigonální rovinný tvar a vazebné úhly 120 stupňů. Molekula trioxygen O3 má jeden osamocený pár a tvoří ohnutý tvar s úhly vazby 118 stupňů. Na druhou stranu, O2 má dva osamělé páry a lineární tvar.
Hybridizace Sp3
Atom se sterickým počtem čtyř může mít od 0 do 3 osamělých elektronových párů v sp3 hybridizovaném orbitalu. Metan, který nemá žádné osamělé páry, tvoří čtyřstěn s úhly vazby 109,5 stupňů. Amoniak má jeden osamělý pár, který vytváří vazebné úhly 107,5 stupňů a trigonální pyramidový tvar. Voda, se dvěma osamělými páry elektronů, má ohnutý tvar s vazebnými úhly 104,5 stupňů. Molekuly fluoru mají tři volné páry a lineární geometrii.
Vyšší sterická čísla
Vyšší sterická čísla vedou ke složitějším geometriím a různým úhlům vazeb. Kromě VSEPR předpovídají úhly vazby také komplikované teorie, jako jsou molekulární silová pole a kvantová teorie.