Προβλέψτε τις γωνίες μεταξύ δεσμευμένων ατόμων χρησιμοποιώντας τη θεωρία της απώθησης ζευγών ηλεκτρονίων κελύφους σθένους (VSEPR). Ο στερικός αριθμός - το σύνολο άλλων ζευγών ατόμων και μοναχικών ζευγών ηλεκτρονίων που συνδέονται με ένα κεντρικό άτομο - καθορίζει τη γεωμετρία ενός μορίου. Τα μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων βρίσκονται στο εξωτερικό κέλυφος ενός ατόμου και δεν μοιράζονται με άλλα άτομα.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Αν και δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το VSEPR για να υπολογίσετε τις γωνίες δεσμών, βοηθά στον προσδιορισμό αυτών των γωνιών με βάση τον στερικό αριθμό. Μόνο το υδρογόνο έχει έναν στερικό αριθμό ενός και το μόριο Η2 έχει γραμμικό σχήμα.
Υβριδοποιημένα τροχιακά
Ένα ηλεκτρόνιο περιστρέφεται σε ένα άτομο σε ένα χαρακτηριστικό σχήμα που καθορίζεται από το πιο πιθανό μέρος για να βρει το ηλεκτρόνιο ανά πάσα στιγμή. Τα ηλεκτρόνια απωθούν το ένα το άλλο επειδή όλα έχουν αρνητικά φορτία, έτσι τα τροχιακά δίνουν σε κάθε ηλεκτρόνιο τη μέγιστη δυνατή απόσταση από τους γείτονές του. Όταν ένα ηλεκτρόνιο σθένους σχηματίζει έναν ομοιοπολικό δεσμό με ένα άλλο άτομο, το τροχιακό αλλάζει σε μια διαδικασία που ονομάζεται υβριδοποίηση. Το VSEPR προβλέπει γωνίες δεσμού βάσει υβριδισμένων τροχιακών, αλλά δεν είναι ακριβής για ορισμένες μεταλλικές ενώσεις, αέρια άλατα και οξείδια.
Υβριδοποίηση Sp
Το απλούστερο υβριδικό τροχιακό είναι sp, που αντιστοιχεί σε έναν στερικό αριθμό δύο. Η γωνία δεσμού είναι γραμμική, ή 180 μοίρες, όταν το άτομο δεν έχει μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων. Ένα παράδειγμα είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Αντίθετα, ένα μόριο αζώτου έχει ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων. Αυτό του δίνει ένα γραμμικό σχήμα αλλά ένα μη υβριδικό τροχιακό και επομένως δεν έχει γωνία δεσμού.
Υβριδοποίηση Sp2
Ένας στερικός αριθμός τριών οδηγεί στο σχηματισμό τροχιακών sp2. Οι γωνίες δεσμού εξαρτώνται από τον αριθμό των μοναχικών ζευγών ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, το τριχλωριούχο βόριο δεν έχει μοναχικά ζεύγη, τριγωνικό επίπεδο σχήμα και γωνίες δεσμού 120 μοιρών. Το μόριο τριοξυγόνου Ο3 έχει ένα μονό ζεύγος και σχηματίζει λυγισμένο σχήμα με γωνίες δεσμού 118 μοιρών. Από την άλλη πλευρά, το O2 έχει δύο μοναχικά ζεύγη και γραμμικό σχήμα.
Υβριδοποίηση Sp3
Ένα άτομο με έναν στερικό αριθμό τεσσάρων μπορεί να έχει από μηδέν έως τρία μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων εντός ενός sp3 υβριδοποιημένου τροχιακού. Το μεθάνιο, το οποίο δεν έχει μοναχικά ζεύγη, σχηματίζει ένα τετράεδρο με γωνίες δεσμού 109,5 μοιρών. Η αμμωνία έχει ένα μοναχικό ζεύγος, δημιουργώντας γωνίες δεσμού 107,5 μοίρες και τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα. Το νερό, με δύο μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων, έχει κυρτό σχήμα με γωνίες σύνδεσης 104,5 μοιρών. Τα μόρια φθορίου έχουν τρία μοναχικά ζεύγη και μια γραμμική γεωμετρία.
Υψηλότεροι στερικοί αριθμοί
Οι υψηλότεροι στερικοί αριθμοί οδηγούν σε πιο περίπλοκες γεωμετρίες και διαφορετικές γωνίες δεσμών. Εκτός από το VSEPR, περίπλοκες θεωρίες όπως πεδία μοριακής δύναμης και κβαντική θεωρία προβλέπουν επίσης γωνίες δεσμών.