Predpovedajte uhly medzi viazanými atómami pomocou teórie odpudzovania elektrónových párov valenčnou škrupinou (VSEPR). Stérické číslo - súčet ďalších atómov a voľných elektrónových párov viazaných na centrálny atóm - určuje geometriu molekuly. Osamelé elektrónové páry sa nachádzajú vo vonkajšej (záclonovej) schránke atómu a nie sú zdieľané s inými atómami.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Aj keď nemôžete použiť VSEPR na výpočet uhlov väzby, pomôže vám tieto uhly určiť na základe stérického čísla. Iba vodík má stérické číslo jedna a molekula H2 má lineárny tvar.
Hybridizované orbitaly
Elektrón obieha okolo atómu v charakteristickom tvare určenom najpravdepodobnejším miestom, kde môže elektrón kedykoľvek nájsť. Elektróny sa navzájom odpudzujú, pretože všetky majú záporné náboje, takže orbitaly dávajú každému elektrónu maximálnu možnú vzdialenosť od susedov. Keď valenčný elektrón vytvorí kovalentnú väzbu s iným atómom, orbitál sa zmení v procese zvanom hybridizácia. VSEPR predpovedá uhly väzieb na základe hybridizovaných orbitálov, nie je však presný pre určité kovové zlúčeniny, plynné soli a oxidy.
Sp hybridizácia
Najjednoduchší hybridný orbitál je sp, čo zodpovedá sterickému počtu dvoch. Uhol väzby je lineárny alebo 180 stupňov, keď atóm nemá voľné elektrónové páry. Príkladom je oxid uhličitý. Naopak, molekula dusíka má jeden voľný elektrónový pár. To mu dáva lineárny tvar, ale nehybridizovaný orbitál, a preto nemá žiadny uhol väzby.
Hybridizácia Sp2
Sterický počet troch vedie k tvorbe sp2 orbitálov. Uhly väzby závisia od počtu voľných elektrónových párov. Napríklad chlorid boritý nemá žiadne samostatné páry, trigonálny rovinný tvar a väzbové uhly 120 stupňov. Molekula trioxygénu O3 má jeden voľný pár a vytvára ohnutý tvar s uhlami väzby 118 stupňov. Na druhej strane, O2 má dva osamelé páry a lineárny tvar.
Hybridizácia Sp3
Atóm so sterickým počtom štyroch môže mať od 0 do troch voľných elektrónových párov v sp3 hybridizovanom orbitáli. Metán, ktorý nemá osamelé páry, vytvára štvorsten s uhlami väzby 109,5 stupňa. Amoniak má jeden osamelý pár, ktorý vytvára väzobné uhly 107,5 stupňov a trigonálny pyramídový tvar. Voda s dvoma voľnými pármi elektrónov má ohnutý tvar s 104,5-stupňovými väzbovými uhlami. Molekuly fluóru majú tri samostatné páry a lineárnu geometriu.
Vyššie sterické čísla
Vyššie sterické čísla vedú k zložitejším geometriám a rôznym uhlom väzby. Okrem VSEPR predpovedajú uhly väzby aj komplikované teórie ako sú molekulárne silové polia a kvantová teória.