Chemische Bindung &
molekulare Geometrie

Zählen Sie die Valenzelektronen, verbinden Sie die Atome, vervollständigen Sie die Endoktette und platzieren Sie die restlichen Elektronen auf dem Zentralatom. Wenn dem Zentrum immer noch ein Oktett fehlt, ziehen Sie mehrere Bindungen in Betracht. Eine Lewis-Struktur verrät es Ihnen welche Atome miteinander verbunden sind; es zeigt nicht von sich aus jede Bindung in ihrer endgültigen Raumrichtung.

Beispiel: Wasser

H—O—H

Sauerstoff bildet zwei O-H-Bindungen und hat zwei freie Elektronenpaare. Vier Elektronenregionen umgeben O, obwohl nur zwei Atome daran gebunden sind. Drehen Sie das H₂O-Modell ↗

Erheben Sie bei Bedarf formelle Gebühren. Ein nützlicher Salpetersäurelieferant ist beispielsweise H–O–N⁺(=O)–O⁻; Die beiden nicht protonierten Sauerstoffpositionen tauschen sich durch Resonanz aus. Siehe HNO₃ ↗

VSEPR zählt Elektronenregionen um ein Zentralatom. Eine Einfach-, Doppel- oder Dreifachbindung zählt als eine Region; Jedes einzelne Paar zählt als eine Region. Zwei Bereiche deuten auf eine lineare Anordnung hin, drei auf trigonale planare und vier auf tetraedrische Elektronengeometrie. Einsame Paare besetzen Regionen, werden jedoch bei der Benennung weggelassen molekular Form.

CO₂ · AX₂Linear

Zwei Bindungsregionen bei C, keine freien Elektronenpaare bei C. Die O=C=O-Richtungen sind einander entgegengesetzt.

CO₂ anzeigen ↗

H₂O · AX₂E₂Gebogen

Zwei Bindungen und zwei freie Elektronenpaare am O. Die H-O-H-Bindungen zeigen nicht in entgegengesetzte Richtungen.

H₂O ansehen ↗

Die tatsächlichen Winkel können von den idealen VSEPR-Werten abweichen, insbesondere wenn freie Elektronenpaare, Mehrfachbindungen oder Ringspannungen eine Rolle spielen. Unser 3D-Viewer zeigt die Modellgeometrie; Es ist kein Ersatz für einen experimentell gemessenen Winkel. Benutzen Sie die VSEPR-Formführer für die vollständige AXE-Tabelle.

Eine polare Bindung weist eine ungleichmäßige Elektronenverteilung auf. Die molekulare Polarität hängt auch von der Richtung jedes Bindungsdipols im Raum ab. Gleiche Dipole heben sich auf, wenn die Symmetrie sie in entgegengesetzte Richtungen zeigt; andernfalls kann das Molekül einen Nettodipol behalten. Entscheiden Sie sich nicht allein aufgrund einer Einfachbindung oder aufgrund der Summenformel.

BF₃Unpolares Molekül

Die drei B-F-Bindungen sind polar, aber ihre trigonal-planaren Richtungen heben sich auf.

Überprüfen Sie BF₃ ↗

NH₃Polares Molekül

Drei N-H-Bindungen bilden eine trigonale Pyramide; die Anleihebeiträge verfallen nicht.

NH₃ prüfen ↗

„Unpolar“ kann in der einführenden organischen Chemie eine praktische Klassifizierung für Kohlenwasserstoffe mit nur kleinen Dipolen sein. Es bedeutet nicht immer, dass der Dipol exakt Null ist. Versuchen Sie es mit dem Polaritätsprüfer ↗

Zwei Substanzen können eine gemeinsame Formel haben, sich aber in der Konnektivität oder Geometrie unterscheiden. In cis-1,2-Dichlorethen sitzen die Chlorsubstituenten auf derselben Seite einer starren C=C-Bindung; im trans-Isomer sitzen sie auf gegenüberliegenden Seiten. Dadurch ändert sich, ob sich die C-Cl-Dipole verstärken oder aufheben.

C₂H₂Cl₂ · cisPolar

Gleichseitige Chlorsubstituenten verstärken ihre Dipolkomponenten.

cis-Isomer anzeigen ↗

C₂H₂Cl₂ · TRANSUnpolar

Gegenüberliegende Substituenten führen zu einer Aufhebung der planaren trans-Anordnung.

Trans-Isomer anzeigen ↗

Einzelbindungen können rotieren, daher ist ein 3D-Konformer eine Pose eines flexiblen Moleküls. 1,2-Dichlorethan ist ein nützlicher Fall: Die C-Cl-Richtungen ändern sich, wenn sich die C-C-Bindung dreht. Resonanz ist anders: Mitwirkende verändern die Elektronenanziehung, nicht die atomare Konnektivität.