Ennustaa sidottujen atomien väliset kulmat käyttämällä valenssisen kuorielektroniparin hylkäämisen teoriaa (VSEPR). Steerinen luku - keskiatomiin sitoutuneiden muiden atomien ja yksinäisten elektroniparien kokonaismäärä - määrää molekyylin geometrian. Yksinäiset elektroniparit sijaitsevat atomin ulkovaipassa (valance), eikä niitä jaeta muiden atomien kanssa.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Vaikka et voi käyttää VSEPR: ää sidontakulmien laskemiseen, se auttaa määrittämään nämä kulmat steerisen luvun perusteella. Ainoastaan vedyllä on steerinen määrä yksi, ja H2-molekyylillä on lineaarinen muoto.
Hybridisoidut kiertoradat
Elektroni kiertää atomin ominaismuodossa, jonka määrää todennäköisin paikka elektronin löytämiseksi kerralla. Elektronit hylkäävät toisiaan, koska niillä kaikilla on negatiivisia varauksia, joten orbitaalit antavat kullekin elektronille suurimman mahdollisen etäisyyden naapureistaan. Kun valenssielektroni muodostaa kovalenttisen sidoksen toisen atomin kanssa, kiertorata muuttuu prosessissa, jota kutsutaan hybridisaatioksi. VSEPR ennustaa sidekulmat hybridisoitujen orbitaalien perusteella, mutta ei ole tarkka tietyille metalliyhdisteille, kaasumaisille suoloille ja oksideille.
Sp-hybridisaatio
Yksinkertaisin hybridirata on sp, joka vastaa steeristä lukua kaksi. Sitoutumiskulma on lineaarinen eli 180 astetta, kun atomilla ei ole yksinäisiä elektronipareja. Esimerkki on hiilidioksidi. Vastaavasti typpimolekyylissä on yksi yksinäinen elektronipari. Tämä antaa sille lineaarisen muodon, mutta hybridisoitumaton kiertorata, ja siksi sillä ei ole sidekulmaa.
Sp2-hybridisaatio
Kolmen steerinen määrä johtaa sp2-orbitaalien muodostumiseen. Sidoskulmat riippuvat yksinäisten elektroniparien määrästä. Esimerkiksi booritrikloridilla ei ole yksinäisiä pareja, trigonaalinen tasomainen muoto ja sitoutumiskulmat ovat 120 astetta. Tri-happimolekyylillä O3 on yksi yksinäinen pari ja se muodostaa taivutetun muodon, jonka sidekulmat ovat 118 astetta. Toisaalta, O2: lla on kaksi yksinäistä paria ja lineaarinen muoto.
Sp3-hybridisaatio
Atomilla, jonka steerinen määrä on neljä, voi olla nolla - kolme yksinäistä elektroniparia sp3-hybridisoidulla kiertoradalla. Metaani, jolla ei ole yksinäisiä pareja, muodostaa tetraedrin, jossa on 109,5 asteen sidoskulmat. Ammoniakilla on yksi yksinäinen pari, mikä luo 107,5 asteen sidekulmat ja trigonaalisen pyramidin muodon. Vedellä, jossa on kaksi yksinäistä elektroniparia, on taivutettu muoto ja 104,5 asteen sidekulmat. Fluorimolekyyleillä on kolme yksinäistä paria ja lineaarinen geometria.
Suuremmat steeriset numerot
Suuremmat steeriset numerot johtavat monimutkaisempaan geometriaan ja erilaisiin sidontakulmiin. VSEPR: n lisäksi monimutkaiset teoriat, kuten molekyylivoimakentät ja kvanttiteoria, ennustavat myös sidekulmat.