Vad är molekylär geometri?
Molekylär geometri är en term som beskriver den tredimensionella formen på en molekyl, med tanke på antalet ensamma par och bundna atomer som omger en central atom. Eventuella ensamma par - obundna elektronpar - används vid bestämning av elektronpargeometri och måste beaktas i form av molekylen på grund av deras avvisande verkan på de bundna elektronparen. Denna avstötning mellan elektroner är det som påverkar vinklarna mellan de bundna atomerna och eventuella ensamma par som omger den centrala atomen. Dessa vinklar, snarare än antalet atomer bundna till den centrala atomen, definierar molekylär geometri för kovalent bundna molekyler. Diagram som jämför elektronparpargeometri och molekylärgeometri används vanligtvis för att visa effekterna av ensamma par på formen på molekylen, eftersom molekyler utan ensamma par har samma molekylära och elektronparpargeometri.
En enkel teori om hur elektroner beter sig används när man förutsäger formen på en molekyl. Teorin om Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) säger att bundna och ensamma par valenselektroner kommer att positionera sig så långt ifrån varandra som de möjligen kan. Genom att använda denna teori kan den geometriska formen på enkla molekylföreningar bestämmas exakt. Andra metoder, såsom röntgenkristallografi, behövs för att beskriva formen på komplexa organiska molekyler inklusive genetiskt material och proteiner.
Den enklaste molekylen har en central atom med ytterligare två atomer bundna till den. Enligt VSEPR-teorin kommer de två bundna atomerna att positionera sig så långt ifrån varandra som möjligt, vilket resulterar i en linjär molekylform. Vinklarna mellan bindningarna är 180 grader. Kovalent bundna molekyler med tre atomer som omger en central atom och inga ensamma par har en trigonal plan form. Denna molekyl har vinklar på 120 grader mellan de tre fästade atomerna och ligger platt i ett enda plan.
För att placera varje bunden atom så långt ifrån varandra, har en molekyl med fyra atomer som omger en central atom och inga ensamma par en tetraedrisk form. Varje bindningsvinkel är 109,5 grader och bildar en tetrahedron med den centrala atomen på insidan. På samma sätt, med varje ytterligare atom bunden till den centrala atomen, förändras formen när de bundna atomerna skjuter bort från varandra. Med närvaron av ensamma par förändras atomens molekylära geometri, eftersom det ensamma paret också utövar avstötning. En molekyl med tre atomer och ett ensamt par som omger en central atom kommer att ha en trigonal pyramidform, med den centrala atomen på toppen av pyramiden och de tre fästade atomerna som skjuts av det lone paret till ett läge under den centrala atomen.