Bindungswinkel

Der Bindungswinkel, auch Bond angle genannt, bezeichnet den Winkel zwischen zwei Atombindungen, die von einem Zentralatom ausgehen. Er gibt Aufschluss über die räumliche Geometrie eines Moleküls und lässt sich aus der Orientierung der Elektronenpaare ableiten, die sich um das Zentralatom befinden.

Nach der VSEPR-Theorie ergibt sich die Geometrie aus der Abstoßung der Elektronenpaare. Reine Bindungspaargeometrien haben nahe bei idealen Winkeln: tetraedrisch etwa 109,5°, trigonal planar etwa 120° und linear 180°. Typische Ausnahmen entstehen durch die Anwesenheit von freien Elektronenpaaren oder durch Mehrfachbindungen, wodurch Bindungswinkel von idealen Werten abweichen. So hat Wasser eine Bindungswinkel von ungefähr 104,5° aufgrund der beiden lonen Paaren am Sauerstoff, Ammoniak etwa 107° und viele Moleküle mit Doppelbindungen zeigen Winkelwerte, die durch die Geometrie der erlaubten Orbitalüberlappungen beeinflusst werden.

Weitere Faktoren beeinflussen Bindungswinkel: Hybridisierung des Zentralatoms, Unterschiede in Elektronegativität, Wechselwirkungen in Molekülpaketen, sowie Ring- und Streckungszwänge in zyklischen Systemen. In Kristallen oder in Lösung können Umgebungswechsel die Winkel ebenfalls verändern.

Messmethoden reichen von Kristallstrukturanalysen (Röntgen- oder Neutronenbeugung) über Elektronenstreuung bis zur Bestimmung aus Spektren und Computational-chemistry-Berechnungen. Der Bindungswinkel ist damit ein zentrales Maß für Molekülgeometrie, Reaktivität und Stabilität.