Bağ Açıları Nasıl Hesaplanır

Değerlik kabuğu elektron çifti itme (VSEPR) teorisini kullanarak bağlı atomlar arasındaki açıları tahmin edin. Sterik sayı - diğer atomların ve merkezi bir atoma bağlı yalnız elektron çiftlerinin toplamı - bir molekülün geometrisini belirler. Yalnız elektron çiftleri, bir atomun dış (valans) kabuğunda bulunur ve diğer atomlarla paylaşılmaz.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

Bağ açılarını hesaplamak için VSEPR kullanamazsınız, ancak bu açıları sterik sayıya göre belirlemeye yardımcı olur. Sadece hidrojenin sterik sayısı birdir ve H2 molekülü doğrusal bir şekle sahiptir.

Bir elektron, herhangi bir zamanda elektronu bulması en muhtemel yer tarafından belirlenen karakteristik bir biçimde bir atomun yörüngesinde döner. Elektronlar birbirlerini iter çünkü hepsinin negatif yükü vardır, bu nedenle orbitaller her elektrona komşularından mümkün olan maksimum uzaklığı verir. Bir değerlik elektronu başka bir atomla kovalent bir bağ oluşturduğunda, hibridizasyon adı verilen bir süreçte yörünge değişir. VSEPR, hibritleştirilmiş orbitallere dayalı bağ açılarını tahmin eder, ancak belirli metalik bileşikler, gazlı tuzlar ve oksitler için doğru değildir.

En basit hibrit yörünge sp'dir ve iki sterik sayıya karşılık gelir. Atomun yalnız elektron çifti olmadığında bağ açısı lineer veya 180 derecedir. Bir örnek karbondioksittir. Tersine, bir nitrojen molekülü bir yalnız elektron çiftine sahiptir. Bu ona lineer bir şekil verir, ancak hibritleşmemiş bir yörünge verir ve bu nedenle bağ açısı yoktur.

Üçlü bir sterik sayı, sp2 orbitallerinin oluşumuna yol açar. Bağ açıları yalnız elektron çiftlerinin sayısına bağlıdır. Örneğin, bor triklorür yalnız çiftlere, üçgen düzlemsel şekle ve 120 derecelik bağ açılarına sahip değildir. Trioksijen molekülü O3 tek bir çifte sahiptir ve 118 derecelik bağ açılarıyla bükülmüş bir şekil oluşturur. Öte yandan, O2 iki yalnız çifte ve doğrusal bir şekle sahiptir.

Sterik sayısı dört olan bir atom, sp3 hibritleştirilmiş bir orbital içinde sıfırdan üçe kadar yalnız elektron çiftine sahip olabilir. Yalnız çifti olmayan metan, 109,5 derecelik bağ açılarıyla bir tetrahedron oluşturur. Amonyak, 107.5 derecelik bağ açıları ve üçgen piramidal bir şekil oluşturan tek bir çifte sahiptir. İki yalnız elektron çifti olan su, 104,5 derecelik bağ açılarıyla bükülmüş bir şekle sahiptir. Flor moleküllerinin üç yalnız çifti ve doğrusal bir geometrisi vardır.

Daha yüksek sterik sayılar, daha karmaşık geometrilere ve farklı bağ açılarına yol açar. VSEPR'ye ek olarak, moleküler kuvvet alanları ve kuantum teorisi gibi karmaşık teoriler de bağ açılarını tahmin eder.