Paredzēt leņķus starp piesaistītiem atomiem, izmantojot valences apvalka elektronu pāra atgrūšanas teoriju (VSEPR). Steriskais skaitlis - citu atomu un vientuļu elektronu pāru kopsumma, kas saistīti ar centrālo atomu, nosaka molekulas ģeometriju. Vientuļie elektronu pāri atrodas atoma ārējā (valences) apvalkā un nav kopīgi ar citiem atomiem.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Lai gan jūs nevarat izmantot VSEPR, lai aprēķinātu saites leņķus, tas palīdz noteikt šos leņķus, pamatojoties uz sterisko skaitli. Tikai ūdeņradim ir sterisks skaitlis viens, un H2 molekulai ir lineāra forma.
Hibridizētas orbitāles
Elektrons riņķo ap atomu raksturīgā formā, ko nosaka visticamākā vieta, kur atrast elektronu vienlaikus. Elektroni viens otru atgrūž, jo tiem visiem ir negatīvi lādiņi, tāpēc orbitāles katram elektronam piešķir maksimāli iespējamo attālumu no kaimiņiem. Kad valences elektrons veido kovalentu saiti ar citu atomu, orbitāle mainās procesā, ko sauc par hibridizāciju. VSEPR paredz saites leņķus, pamatojoties uz hibridizētām orbitālēm, bet nav precīzs dažiem metāla savienojumiem, gāzveida sāļiem un oksīdiem.
Sp hibridizācija
Visvienkāršākā hibrīdā orbitāle ir sp, kas atbilst steriskam skaitlim divi. Saites leņķis ir lineārs jeb 180 grādi, ja atomam nav vientuļu elektronu pāru. Piemērs ir oglekļa dioksīds. Un otrādi, slāpekļa molekulai ir viens vientuļš elektronu pāris. Tas piešķir tai lineāru formu, bet hibridizētu orbitālu, un tāpēc tam nav savienojuma leņķa.
Sp2 hibridizācija
Steriskais trīs skaitlis noved pie sp2 orbitāļu veidošanās. Saites leņķi ir atkarīgi no vientuļo elektronu pāru skaita. Piemēram, bora trihlorīdam nav vientuļu pāru, trigonālas plaknes formas un saites leņķi ir 120 grādi. Tri skābekļa molekulai O3 ir viens vientuļš pāris un tā veido saliektu formu ar 118 grādu saites leņķiem. No otras puses, O2 ir divi vientuļi pāri un lineāra forma.
Sp3 hibridizācija
Atomam, kura steriskais skaitlis ir četri, sp3 hibridizētā orbītā var būt no nulles līdz trim vientuļiem elektronu pāriem. Metāns, kuram nav vientuļu pāru, veido tetraedru ar 109,5 grādu saites leņķiem. Amonjaks ir viens vientuļš pāris, kas rada 107,5 grādu saites leņķus un trigonālu piramīdas formu. Ūdenim ar diviem vientuļiem elektronu pāriem ir izliekta forma ar 104,5 grādu saites leņķiem. Fluora molekulām ir trīs vientuļi pāri un lineāra ģeometrija.
Augstāki steriskie skaitļi
Lielāki steriskie skaitļi noved pie sarežģītākas ģeometrijas un dažādiem saites leņķiem. Papildus VSEPR saites leņķi paredz arī sarežģītas teorijas, piemēram, molekulārā spēka lauki un kvantu teorija.