Molekyylin muoto

Käytämme Lewisin rakenteita yhdessä valenssikuoren elektroniparien repulsioteorian kanssa molekyylien rakenteiden ennustamiseen. Ajatuksena on, että täytetyillä orbitaaleilla olevat elektronit hylkivät toisiaan, koska niillä on sama varaus (aivan kuten saman napaisuuden omaavat magneetit hylkivät toisiaan).

1. Kaikki elektroniparit, sekä sidos- että yksinäiset elektroniparit, ovat tärkeitä molekyylin muodon määrittelyssä.
2. Sitoutumisparit ovat pienempiä kuin yksinäiset elektroniparit, koska niitä vetää puoleensa kaksi positiivisesti varautunutta ydintä.
3. Yksittäiset sidokset ovat pienempiä kuin kaksoissidokset ja kaksoissidokset ovat pienempiä kuin kolmoissidokset.
4. Jos molekyylissä ABxCy keskeistä atomia (A) ympäröivät eri atomit (B ja C), B:n ja C:n suhteelliset koot voivat vaikuttaa molekyylin rakenteeseen.

Ensin rakennetaan molekyylille paras Lewisin rakenne. Tarkastellaan muutamia esimerkkejä: CH4, NH3, BH3

Keskiatomin elektroniparit järjestetään siten, että niiden etäisyys muihin atomeihin on mahdollisimman suuri. Kaksi paria on aina 180 asteen etäisyydellä toisistaan, lineaarisessa järjestyksessä. Kolme paria on 120 asteen etäisyydellä toisistaan trigonaalisessa järjestyksessä. Neljä paria sijoittuu tetraedriin, 109 asteen päähän toisistaan. Kun elektronipareja on viisi, on kaksi mahdollista järjestelyä: trigonaalinen kaksoispyramidi (90 ja 120 asteen kulmat) ja neliöpyramidi (90 asteen kulmat). Kolmikulmainen bipyramidirakenne on matalimman energian omaava, mutta neliöpyramidirakenne on melko lähellä sitä, ja se on myös tärkeä. Kun elektronipareja on 6, ne ovat oktaedrin kärkipisteissä (90 asteen kulmat).

Metaanissa ja ammoniakissa on molemmissa 4 elektroniparia, jotka on järjestetty tetraedriin. Ammoniakissa vain kolme näistä pareista on sitoutunut toiseen atomiin. Booraanissa on 3 elektroniparia ja sen täytyy olla trigoninen.

Koordinaatiogeometria

Kaikki sitoutuvat ja sitoutumattomat elektroniparit määräävät rakenteen, mutta me nimeämme molekyylien geometrian atomien sijoittelun mukaan.

Elektroniparit	0 yksinäistä paria	1 yksinäinen pari	2 yksinäistä paria	3 yksinäistä paria
2 e- parit	lineaarinen	lineaarinen	ei yhtään	ei yhtään
3 e-e parit	trigonal	bent	lineaarinen	none
4 e- parit	tetraedrinen	trigonaalinen pyramidi	taivutettu	lineaarinen
5 e- parit	trigonaalinen kaksoispyramidi	disfenoidinen	T-muotoinen	lineaarinen
6 e- paria	oktaedrinen	neliöpyramidinen	neliön muotoinen tasomainen	T-muotoinen

Todelliset sidoskulmat ovat yleensä vääristyneet yllä olevien kuvien idealisoiduista kulmista, koska kaikilla sidoksilla ja ei-sitoutuvilla elektronipareilla ei ole samaa ”kokoa”.

yksittäiset elektroniparit > kolmoissidos > kaksoissidos > yksittäinen sidos
Eroa on myös atomeilla, jotka ovat sidoksissa keskusatomiin. CH2I2:ssa I-atomit ovat paljon suurempia kuin H-atomit ja H-H-kulma on pienempi kuin ihanteellinen 109 astetta, kun taas I-I-kulma on suurempi.
TakaisinKompassiTaulukotSisällysluetteloSisällysluetteloSeuraava