Sådan beregnes bindingsvinkler

Forudsig vinklerne mellem bundne atomer ved hjælp af teorien om valensskallelektronparafvisning (VSEPR). Det steriske antal - summen af andre atomer og ensomme elektronpar, der er bundet til et centralt atom - bestemmer molekylets geometri. Enlige elektronpar befinder sig i det ydre (valance) shell af et atom og deles ikke med andre atomer.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Mens du kan ikke bruge VSEPR til at beregne bindingsvinkler, det hjælper med at bestemme disse vinkler baseret på sterisk antal. Kun brint har et sterisk nummer på et, og H2-molekylet har en lineær form.
Hybridiserede orbitaler

En elektron kredser om et atom i en karakteristisk form bestemt af det mest sandsynlige sted at finde elektronet på ethvert sted en gang. Elektroner frastøder hinanden, fordi de alle har negative ladninger, så orbitaler giver hver elektron den maksimale mulige afstand fra sine naboer. Når en valenselektron danner en kovalent binding med et andet atom, ændres orbitalen i en proces, der kaldes hybridisering. VSEPR forudsiger bindingsvinkler baseret på hybridiserede orbitaler, men er ikke nøjagtige for visse metalliske forbindelser, gasformige salte og oxider.
Sp Hybridisering

Den enkleste hybridkredsløb er sp, svarende til et sterisk antal på to. Bindingsvinklen er lineær eller 180 grader, når atomet ikke har ensomme elektronpar. Et eksempel er kuldioxid. Omvendt har et nitrogenmolekyle et ensomt elektronpar. Dette giver den en lineær form, men en uhybridiseret orbital, og derfor har den ingen bindingsvinkel.
Sp2 Hybridisering

Et sterisk tal på tre fører til dannelse af sp2-orbitaler. Bindingsvinklerne afhænger af antallet af ensomme elektronpar. For eksempel har bortrichlorid ingen ensomme par, en trigonal plan form og bindingsvinkler på 120 grader. Trioxygenmolekylet O3 har et ensomt par og danner en bøjet form med bindingsvinkler på 118 grader. På den anden side har O2 to ensomme par og en lineær form.
Sp3 Hybridisering

Et atom med et sterisk antal på fire kan have fra nul til tre ensomme elektronpar inden i en sp3-hybridiseret orbital. Methan, der ikke har ensomme par, danner en tetrahedron med 109,5-graders bindingsvinkler. Ammoniak har et ensomt par, hvilket skaber bindingsvinkler på 107,5 grader og en trigonal pyramideform. Vand med to ensomme elektronpar har en bøjet form med 104,5-graders bindingsvinkler. Fluormolekyler har tre ensomme par og en lineær geometri.
Højere steriske numre

Højere steriske tal fører til mere komplekse geometrier og forskellige bindingsvinkler. Ud over VSEPR forudsiger komplicerede teorier som molekylære kraftfelter og kvante teori også bindingsvinkler.