วิธีการคำนวณมุมบอนด์

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• ไฮบริดวงโคจร
• Sp Hybridization
• Sp2 Hybridization
• Sp3 Hybridization
• ตัวเลข Steric ที่สูงขึ้น

ทำนายมุมระหว่างอะตอมที่ถูกยึดด้วยทฤษฎีของวาเลนซ์เชลล์อิเล็กตรอนคู่ผลัก (VSEPR) หมายเลข steric - ผลรวมของอะตอมอื่นและคู่อิเล็กตรอนโลนที่จับกับอะตอมกลาง - กำหนดรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุล Lone อิเล็กตรอนคู่อยู่ในเปลือกนอก (valance) ของอะตอมและ arent ร่วมกับอะตอมอื่น

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

ในขณะที่คุณไม่สามารถใช้ VSEPR เพื่อคำนวณมุมพันธบัตรมันจะช่วยกำหนดมุมเหล่านั้นตามจำนวน steric มีเพียงไฮโดรเจนเท่านั้นที่มีจำนวน steric หนึ่งและโมเลกุล H2 มีรูปร่างเชิงเส้น

ไฮบริดวงโคจร

อิเล็กตรอนโคจรรอบอะตอมในรูปลักษณะที่กำหนดโดยสถานที่ที่เป็นไปได้มากที่สุดในการค้นหาอิเล็กตรอนในแต่ละครั้ง อิเล็กตรอนผลักกันซึ่งกันและกันเนื่องจากพวกมันทั้งหมดมีประจุลบดังนั้นวงโคจรจึงให้อิเล็กตรอนแต่ละตัวมีระยะห่างสูงสุดจากเพื่อนบ้าน เมื่อวาเลนซ์อิเล็กตรอนก่อพันธะโควาเลนต์กับอะตอมอื่นการเปลี่ยนแปลงของวงโคจรในกระบวนการที่เรียกว่าการผสมพันธุ์ VSEPR ทำนายมุมพันธบัตรที่ยึดตามออร์บิทัลแบบไฮบริด แต่ไม่แม่นยำสำหรับสารประกอบโลหะเกลือก๊าซและออกไซด์

Sp Hybridization

วงโคจรลูกผสมที่ง่ายที่สุดคือ sp ซึ่งสอดคล้องกับจำนวน steric ของทั้งสอง มุมพันธะคือเชิงเส้นหรือ 180 องศาเมื่ออะตอมไม่มีคู่อิเล็กตรอนที่โดดเดี่ยว ตัวอย่างคือคาร์บอนไดออกไซด์ ในทางกลับกันโมเลกุลของไนโตรเจนมีอิเล็กตรอนคู่เดียว สิ่งนี้ทำให้มันมีรูปร่างเป็นเส้นตรง แต่เป็นวงที่ไม่ผ่านรอยตัดดังนั้นจึงไม่มีมุมบอนด์

Sp2 Hybridization

จำนวน steric สามนำไปสู่การก่อตัวของ sp2 orbitals มุมของพันธะขึ้นอยู่กับจำนวนของอิเล็กตรอนคู่เดียว ตัวอย่างเช่นโบรอนไตรคลอไรด์ไม่มีคู่เดียวรูประนาบตรีโกณมิติและมุมยึดของ 120 องศา trioxygen molecule O3 มีหนึ่งคู่และสร้างรูปร่างที่โค้งงอที่มีมุมยึด 118 องศา ในอีกทางหนึ่ง O2 มีสองคนเดียวและมีรูปร่างเชิงเส้น

Sp3 Hybridization

อะตอมที่มีหมายเลข steric สี่สามารถมีคู่อิเล็กตรอนโลนเป็นศูนย์ถึงสามคู่ภายใน sp3 hybridized orbital มีเธนซึ่งไม่มีคู่โดดเดี่ยวก่อตัวเป็นจัตุรมุขที่มีมุมยึดเป็น 109.5 องศา แอมโมเนียมีคู่เดียวหนึ่งคู่สร้างมุมพันธะที่ 107.5 องศาและรูปทรงเสี้ยมแบบตรีโกณมิติ น้ำที่มีอิเลกตรอนสองคู่นั้นมีรูปร่างโค้งงอที่มีมุมยึด 104.5 องศา โมเลกุลฟลูออรีนมีสามคู่เดียวและเรขาคณิตเชิงเส้น

ตัวเลข Steric ที่สูงขึ้น

ตัวเลข steric ที่สูงขึ้นนำไปสู่รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและมุมพันธะที่แตกต่าง นอกจาก VSEPR แล้วทฤษฎีที่ซับซ้อนเช่นสนามพลังโมเลกุลและทฤษฎีควอนตัมยังทำนายมุมของพันธะ