Hvad er molekylær geometri?
Molekylær geometri er et udtryk, der beskriver den tredimensionelle form af et molekyle i betragtning af antallet af ensomme par og bundne atomer, der omgiver et centralt atom. Eventuelle ensomme par - ubundne par elektroner - bruges til bestemmelse af elektronparpargeometrien og skal overvejes i form af molekylet på grund af deres frastødende virkning på de bundne par elektroner. Denne frastødning mellem elektroner er det, der påvirker vinklerne mellem de bundne atomer og eventuelle ensomme par, der omgiver det centrale atom. Disse vinkler definerer snarere end antallet af atomer, der er knyttet til det centrale atom, molekylær geometri for kovalent bundne molekyler. Diagrammer, der sammenligner elektronparpargeometri og molekylær geometri, bruges ofte til at vise virkningen af ensomme par på formen af molekylet, da molekyler uden enspar har den samme molekylære og elektronparpargeometri.
En simpel teori om, hvordan elektroner opfører sig, bruges, når man forudsiger formen på et molekyle. Teorien om Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) siger, at bundne og ensomme par af valenselektroner vil placere sig så langt fra hinanden, som de muligvis kan. Under anvendelse af denne teori kan den geometriske form af enkle molekylære forbindelser bestemmes nøjagtigt. Andre metoder, såsom røntgenkrystallografi, er nødvendige, når man beskriver formen af komplekse organiske molekyler, herunder genetisk materiale og proteiner.
Det enkleste molekyle har et centralt atom med to yderligere atomer bundet til det. I henhold til VSEPR-teorien vil de to bundne atomer positionere sig så langt fra hinanden som muligt, hvilket resulterer i en lineær molekylær form. Vinklerne mellem bindingerne er 180 grader. Kovalent bundne molekyler med tre atomer, der omgiver et centralt atom og ingen ensomme par har en trigonal plan form. Dette molekyle har vinkler på 120 grader mellem de tre fastgjorte atomer og ligger fladt i et enkelt plan.
For at placere hvert bundet atom så langt fra hinanden som muligt har et molekyle med fire atomer, der omgiver et centralt atom og ingen ensomme par, en tetraedrisk form. Hver bindingsvinkel er 109,5 grader og danner en tetrahedron med det centrale atom på indersiden. På samme måde, med hvert yderligere atom bundet til det centrale atom, ændrer formen sig, når de bundne atomer skubber væk fra hinanden. Med tilstedeværelsen af ensomme par ændres atomets molekylære geometri, da det ene par også udøver frastødelse. Et molekyle med tre atomer og et ensomt par, der omgiver et centralt atom, vil have en trigonal pyramideform, med det centrale atom øverst på pyramiden og de tre fastgjorte atomer skubbet af det ene par ind i en position under det centrale atom.