Forudsig vinklerne mellem bundne atomer ved hjælp af teorien om valensskal elektronpar frastødning (VSEPR). Det steriske tal - det samlede antal andre atomer og ensomme elektronpar bundet til et centralt atom - bestemmer geometrien af et molekyle. Ensomme elektronpar befinder sig i den ydre (valance) skal af et atom og deles ikke med andre atomer.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Selvom du ikke kan bruge VSEPR til at beregne bindingsvinkler, hjælper det med at bestemme disse vinkler baseret på sterisk antal. Kun brint har et sterisk tal på et, og H2-molekylet har en lineær form.
Hybridiserede orbitaler
En elektron kredser om et atom i en karakteristisk form bestemt af det mest sandsynlige sted at finde elektronen til enhver tid. Elektroner frastøder hinanden, fordi de alle har negative ladninger, så orbitaler giver hver elektron den maksimalt mulige afstand fra sine naboer. Når en valenselektron danner en kovalent binding med et andet atom, ændres orbitalen i en proces kaldet hybridisering. VSEPR forudsiger bindingsvinkler baseret på hybridiserede orbitaler, men er ikke nøjagtige for visse metalliske forbindelser, gasformige salte og oxider.
Sp-hybridisering
Den enkleste hybridbane er sp, svarende til et sterisk antal på to. Bindingsvinklen er lineær eller 180 grader, når atomet ikke har ensomme elektronpar. Et eksempel er kuldioxid. Omvendt har et nitrogenmolekyle et enkelt elektronpar. Dette giver den en lineær form, men en uhybridiseret orbital, og den har derfor ingen bindingsvinkel.
Sp2-hybridisering
Et sterisk antal på tre fører til dannelsen af sp2-orbitaler. Bindingsvinklerne afhænger af antallet af ensomme elektronpar. F.eks. Har bor-trichlorid ingen ensomme par, en trigonal plan form og bindingsvinkler på 120 grader. Trioxygenmolekylet O3 har et enkelt par og danner en bøjet form med bindingsvinkler på 118 grader. På den anden side har O2 to ensomme par og en lineær form.
Sp3-hybridisering
Et atom med et sterisk antal på fire kan have fra nul til tre ensomme elektronpar inden for en sp3 hybridiseret orbital. Methan, som ikke har nogen ensomme par, danner en tetraeder med 109,5 graders bindingsvinkler. Ammoniak har et enkelt par, der skaber bindingsvinkler på 107,5 grader og en trigonal pyramideform. Vand med to ensomme elektronpar har en bøjet form med 104,5-graders bindingsvinkler. Fluormolekyler har tre ensomme par og en lineær geometri.
Højere steriske tal
Højere steriske tal fører til mere komplekse geometrier og forskellige bindingsvinkler. Ud over VSEPR forudsiger komplicerede teorier som molekylære kraftfelter og kvanteteori også bindingsvinkler.