molekyylipituuteen

Molekyylipituus kuvaa molekyylin fyysistä pituutta kolmiulotteisessa tilassa. Yleisesti siitä puhutaan kahdella tavalla: sidemittaisena pituutena kahden sitoutuneen atomin ydinien välisenä etäisyytenä (diatomi-molekyyleissä) ja end-to-end -etäisyytenä polyatomisissa molekyyleissä, eli päätepisteiden välimatkasta suurimmalla ulottuvuudella. Molekyylin pituuteen vaikuttavat sidosten määrä ja laatu, atomien radiit sekä molekyylin konformaatio ja resonanssi.

Faktorit, jotka määräävät molekyylipituuden, ovat sidoksen order, atomien koon ja elektronijakauman vaikutukset sekä konformaatio ja lämpötila. Yksittäisten sidosten pituudet lyhenevät sidosorderin kasvaessa (esim. C–C vs. C≡C), mutta polyatomisten molekyylien pituus voi muuttua konformaatioiden ja resonanssin vuoksi. Siksi pituusarvot ovat usein ympäristöä ja energiatason tilapäisiä keskiarvoja, jotka heijastavat lämpötilan aiheuttamaa vibraatiota.

Mittaus ja laskenta: Sidosten pituuksia voidaan määrittää X-ray-kristallografiassa, neutronidiffractionissa ja elektronidiiffraatiossa. Raman- ja IR-spektroskopia antavat tietoa sidosten voimistasi ja etäisyyksistä, mutta varmistukset saadaan juuri kokeellisista rakennetiedoista. Teoreettiset laskelmat (ab initio, DFT) tuottavat pituusarvioita ja konformaatioennusteita hyödyllisinä ennakkoarvioina käytännön suunnittelussa.

Esimerkkejä: H2:n sidemittainen pituus on noin 0.74 Å, N2 noin 1.10 Å, O2 noin 1.21 Å. Yksinkertaisten hiilirengas- tai -ketjujen C–C-sidoksia luonnehditaan arvoilla noin 1.54 Å (single), 1.34 Å (double) ja 1.20 Å (triple).

Merkitys: molekyylipituudella on vaikutusta kemiallisiin ominaisuuksiin kuten reaktiivisuuteen, fysikaalisiin ominaisuuksiin sekä vuorovaikutuksiin muiden molekyylien kanssa. Se on keskeinen osa molekyylin geometrian ja rakenteen ymmärtämistä.