Elektronipareja

Elektronipareja ovat kahden elektronin muodostamia pareja, jotka voivat sijaita atomin uloimmalla elektronkuorella tai molekyylissä. Ne jaetaan pääasiassa kahteen typpiin: sitoutuneet elektroniparit, jotka osallistuvat kovalenttiseen sidospariin kahden atomin välillä, sekä vapaapareiksi kutsutut elektroniparit (lone pairs), jotka eivät muodosta sidosparia toisen atomin kanssa.

Elektroniparien asentuminen molekyylissä seuraa VSEPR-teoriaa (valence shell electron pair repulsion). Elektroniparit hylkivät toisiaan ja asettuvat siten, että repulsioiden kokonaisvaikutus on pienin. Sidosparien ja vapaapareiden määrä sekä niiden sijoittuminen määrittävät molekyylin geometrian ja kulmat. Esimerkiksi vapaapareilla on suurempi repulsio kuin sidospareilla, joten niiden läsnäolo muuttaa sidoskulmia ja muotoa.

Esimerkkejä: H2O-maalähtö: happi muodostaa kaksi sidosparia O–H ja kaksi vapaaparia, jolloin molekyyli on mutkainen (noin 104–105° kulma). NH3:ssa on kolme sidosparia ja yksi vapaapar, joten rakenne on trigonaalinen pyramidi ja sidoskulma on noin 107°. CH4:llä on neljä sidosparia eikä vapaapareja, muodostaen tetraedrisen muodon. CO2:ssa keskusatomin (hiili) ympärillä ei ole vapaapareja, ja molekyyli on lineaarinen.

Elektroniparit liittyvät läheisesti Lewis-rakenteisiin ja reaktiivisuuteen: vapaapareja voivat toimia elektronin luovuttajina Lewis-pohjaisessa pitkässä reaktiossa, ja sitoutuneet parit ovat avainasemassa molekyylin rakennetta määrittävissä sidosrakenteissa.