Molekylgeometrin

Molekylgeometrin beskriver hur atomerna i ett molekyl är arrangerade i rummet kring centralatomen. Denna tredimensionella ordning påverkar molekylens polära egenskaper, bindningsstyrka, reaktivitet och fysiska egenskaper som kokpunkt och löslighet. Geometrin avgör även hur molekylen interagerar med ljus och andra molekyler.

En av de mest använda förklaringsmodellerna är VSEPR-teorin (Valence Shell Electron Pair Repulsion). Den menar att elektronpar i valensskalet repellerar varandra och ordnar sig så att repulsionen minimeras. Antalet elektronpar runt centralatomen bestämmer elektron-domän-geometrin, medan antalet bindande par avgör molekylgeometrin. I praktiken används ofta enkla former för att beskriva molekylens form.

Vanliga geometrier efter antalet elektronpar är: linjär (två elektronpar; CO2); trigonal planär (tre elektronpar; BF3); böjd (tre elektronpar med ett lone pair; SO2); tetraedrisk (fyra elektronpar; CH4); trigonal bipyramidal (fem elektronpar; PCl5); oktahydral (sex elektronpar; SF6). När lone pairs finns dras några bindningsvinklar samman i praktiken; exempelvis är H2O böjt.

VSEPR är ett förenklat verktyg som fungerar väl för många molekyler men har begränsningar. För molekyler med delokaliserade elektroner eller komplexa elektroniska hybrider krävs ofta andra teorier, som valensbindningsteori eller molekylorbitalteori, för att exakt beskriva geometrian. Geometrin används i kombination med polaritet och intermolekylära krafter för att förutsäga fysik- och kemiska egenskaper.