Hva er molekylær geometri?

Molekylær geometri er et begrep som beskriver den tredimensjonale formen til et molekyl, gitt antall ensomme par og bundne atomer som omgir et sentralt atom. Eventuelle ensomme par - ubundne par elektroner - brukes når du bestemmer elektronpar-geometrien og må vurderes i form av molekylet på grunn av deres frastøtende virkning på de bundne elektronparene. Denne frastøtningen mellom elektronene er det som påvirker vinklene mellom de bundne atomene og eventuelle ensomme par som omgir det sentrale atomet. Disse vinklene, i stedet for antallet atomer festet til det sentrale atomet, definerer molekylær geometri for kovalent bundne molekyler. Diagrammer som sammenligner elektronpargeometri og molekylær geometri blir ofte brukt for å vise effekten av ensomme par på formen til molekylet, ettersom molekyler uten ensomme par har den samme molekylære og elektronpargeometrien.

En enkel teori om hvordan elektroner oppfører seg, brukes når man forutsier formen til et molekyl. Teorien om Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) sier at bundne og ensomme par av valenselektroner vil plassere seg så langt fra hverandre som de muligens kan. Ved å benytte denne teorien kan den geometriske formen til enkle molekylære forbindelser bestemmes nøyaktig. Andre metoder, for eksempel røntgenkrystallografi, er nødvendige når man beskriver formen til komplekse organiske molekyler inkludert genetisk materiale og proteiner.

Det enkleste molekylet har ett sentralt atom med to ekstra atomer bundet til det. I følge VSEPR-teorien vil de to bundne atomene plassere seg så langt fra hverandre som mulig, noe som resulterer i en lineær molekylær form. Vinklene mellom bindingene er 180 grader. Kovalent bundne molekyler med tre atomer som omgir et sentralt atom og ingen ensomme par har en trigonal plan form. Dette molekylet har vinkler på 120 grader mellom de tre festede atomene og ligger flatt i et enkelt plan.

For å plassere hvert bundet atom så langt fra hverandre som mulig, har et molekyl med fire atomer som omgir et sentralt atom og ingen ensomme par en tetraedrisk form. Hver bindingsvinkel er 109,5 grader, og danner en tetrahedron med det sentrale atomet på innsiden. På samme måte, med hvert ekstra atom bundet til det sentrale atomet, endres formen når de bundne atomer skyver seg vekk fra hverandre. Med nærvær av ensomme par, endres atomets molekylære geometri, ettersom det ene paret også utøver frastøtning. Et molekyl med tre atomer og ett ensomt par som omgir et sentralt atom, vil ha en trigonal pyramideform, med det sentrale atomet øverst på pyramiden og de tre festede atomer presset av det lone paret til en posisjon under det sentrale atomet.