Cząsteczki mają charakterystyczne kształty, które są kluczowe dla ich funkcji. Ułożenie różnych grup elektronowych wokół centralnego atomu dyktuje ich geometrię molekularną. Pary elektronów w powłoce walencyjnej centralnego atomu przyjmą układ, który minimalizuje odpychania między parami elektronów, maksymalizując odległość między nimi. Elektrony walencyjne tworzą albo pary wiążące, znajdujące się głównie między związanymi atomami, albo pojedyncze pary.

Dwa obszary gęstości elektronów w cząsteczce dwuatomowej są zorientowane liniowo po przeciwnych stronach centralnego atomu, aby zminimalizować odpychanie, a trzy grupy elektronowe są ułożone w trygonalnej geometrii płaskiej. Cztery grupy elektronów tworzą czworościan, pięć grup elektronowych ma trygonową geometrię dwupiramidalną, a sześć grup jest zorientowanych ośmiościennie.

Ważne jest, aby zauważyć, że geometria par elektronów wokół centralnego atomu nie zawsze jest taka sama jak jego struktura molekularna. Geometria par elektronów opisuje wszystkie obszary, w których elektrony znajdują się w cząsteczce, w wiązaniach i samotnych parach. Struktura molekularna opisuje położenie atomów w cząsteczce, a nie elektronów. Oznacza to, że geometria par elektronów jest taka sama jak struktura molekularna tylko wtedy, gdy wokół centralnego atomu nie ma samotnych par elektronów.

Samotna para elektronów zajmuje większą przestrzeń niż para wiążąca, ponieważ samotna para jest związana tylko z jednym jądrem, ale dwa jądra mają wiążącą grupę elektronów. Z tego powodu odpychanie samotnej pary – samotnej pary jest większe niż odpychanie samotnej pary – pary wiążącej i odpychania pary wiążącej – pary wiążącej.

Część tego tekstu została zaadaptowana z Openstax, Chemistry 2e, Section 7.6: Molecular Structure and Polarity.

odniesienie:

Flowers, P., Theopold, K., Langley, R., Robinson, WR, Clark, MA, Douglas, M., Choi, J. Sekcja 7.6: Struktury molekularne. W Chemii 2e. Protokół OpenStax. Houston, Teksas (2019).