Forutsi vinklene mellom bundne atomer ved bruk av teorien om valens skallelektronpar frastøting (VSEPR). Det steriske tallet - totalt antall andre atomer og ensomme elektronpar bundet til et sentralt atom - bestemmer geometrien til et molekyl. Ensomme elektronpar befinner seg i det ytre skallet (valance) av et atom, og deles ikke med andre atomer.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Selv om du ikke kan bruke VSEPR til å beregne obligasjonsvinkler, hjelper det å bestemme disse vinklene basert på sterisk tall. Bare hydrogen har et sterisk nummer på ett, og H2-molekylet har en lineær form.
Hybridiserte orbitaler
Et elektron kretser rundt et atom i en karakteristisk form bestemt av det mest sannsynlige stedet å finne elektronet til enhver tid. Elektroner frastøter hverandre fordi de alle har negative ladninger, så orbitaler gir hvert elektron maksimalt mulig avstand fra naboene. Når et valenselektron danner en kovalent binding med et annet atom, endres orbitalen i en prosess som kalles hybridisering. VSEPR forutsier bindingsvinkler basert på hybridiserte orbitaler, men er ikke nøyaktig for visse metalliske forbindelser, gassformede salter og oksider.
Sp-hybridisering
Den enkleste hybridbanen er sp, tilsvarende et sterkt antall på to. Bindingsvinkelen er lineær, eller 180 grader, når atomet ikke har ensomme elektronpar. Et eksempel er karbondioksid. Motsatt har et nitrogenmolekyl ett ensomt elektronpar. Dette gir den en lineær form, men en uhybridisert bane, og den har derfor ingen bindingsvinkel.
Sp2-hybridisering
Et sterisk antall på tre fører til dannelsen av sp2-orbitaler. Bindningsvinklene avhenger av antall ensomme elektronpar. For eksempel har bor-triklorid ingen ensomme par, en trigonal plan form og bindingsvinkler på 120 grader. Trioksygenmolekylet O3 har et ensomt par og danner en bøyd form med bindingsvinkler på 118 grader. På den annen side har O2 to ensomme par og en lineær form.
Sp3-hybridisering
Et atom med et sterisk antall på fire kan ha fra null til tre ensomme elektronpar i en sp3-hybridisert bane. Metan, som ikke har noen ensomme par, danner et tetraeder med 109,5 graders bindingsvinkler. Ammoniakk har ett ensomt par, og skaper bindingsvinkler på 107,5 grader og en trigonal pyramideform. Vann, med to ensomme elektronpar, har en bøyd form med 104,5-graders bindingsvinkler. Fluormolekyler har tre ensomme par og en lineær geometri.
Høyere steriske tall
Høyere steriske tall fører til mer komplekse geometrier og forskjellige bindingsvinkler. I tillegg til VSEPR, forutsier kompliserte teorier som molekylære kraftfelt og kvanteteori også bindingsvinkler.