Bond Angle

Μελετάμε ένα ευρύ φάσμα θεμάτων, μερικά από τα οποία είναι αλληλένδετα. Μια τέτοια σχέση μεταξύ των μαθηματικών και της επιστήμης είναι οι παράμετροι του δεσμού όπως η γωνία, το μήκος κ.λπ., που συμβαδίζουν με το σχηματισμό γεωμετρικών δεσμών μεταξύ των ατόμων. Διαφορετικά άτομα ενώνονται για να δώσουν και να πάρουν ηλεκτρόνια ή μοιράζονται ηλεκτρόνια μεταξύ τους για να αποκτήσουν σταθερότητα.

Όταν λαμβάνει χώρα αυτός ο σχηματισμός δεσμών, διάφορες μαθηματικές παράμετροι είναι υπεύθυνες για να διαμορφωθεί η σωστή γεωμετρία. Αυτές οι γεωμετρικές παράμετροι είναι ζωτικής σημασίας γιατί αποτελούν τη βάση της σωστής δομής και σταθερότητας των μορίων και των ενώσεων.

Οι διαφορετικές παράμετροι που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι:- 

1. Γωνία δεσμού
2. Μήκος δεσμού
3. Ενθαλπία δεσμού, κ.λπ.

Οι κύριες διαφορές μεταξύ της μοριακής γεωμετρίας και της γεωμετρίας ηλεκτρονίων μπορούν να οριστούν ως εξής:

1. Μοριακή γεωμετρία είναι η διάταξη των ατόμων με ένα κεντρικό άτομο σε τρισδιάστατο χώρο.

2. Από την άλλη πλευρά, η γεωμετρία ηλεκτρονίων είναι η διάταξη των ηλεκτρονικών ομάδων.

Η δομή VSEPR προβλέπει το τρισδιάστατο σχήμα των μορίων και των ιόντων, αλλά είναι αναποτελεσματική στην παρουσίαση λεπτομερών στατιστικών σχετικά με το μέγεθος του δεσμού ή τον ίδιο τον δεσμό.

Τα μοντέλα VSEPR βασίζονται εξ ολοκλήρου στην ιδέα ότι τα ηλεκτρόνια γύρω από ένα κεντρικό άτομο θα διαμορφωθούν για να μειώσουν την απώθηση, η οποία υπαγορεύει τη γεωμετρία του μορίου.

Μπορεί να προβλέψει τη δομή σχεδόν όλων των ενώσεων που έχουν κεντρικό άτομο.

Τι είναι μια γωνία δεσμού;

Διαφορετικά μόρια ή ενώσεις σχηματίζονται με βάση διάφορες κρίσιμες δομικές παραμέτρους. Μια τέτοια παράμετρος είναι η γωνία δεσμού. Είναι μια βασική παράμετρος γιατί αν η γωνία μεταξύ των προσκολλημένων ηλεκτρονίων ή ατόμων είναι λανθασμένη, το άτομο γίνεται ασταθές και δεν μπορεί να επιβιώσει στο περιβάλλον. Έτσι, όταν τα διαφορετικά άτομα σχηματίζουν δεσμούς, δεν αποκτούν ρητά σταθερότητα εάν οι γωνίες δεν ικανοποιούνται με σεβασμό.

Μπορούμε να ορίσουμε τη γωνία δεσμού ως μια γεωμετρική γωνία μεταξύ δύο γειτονικών δεσμών.

Στην περίπτωση των μορίων ομοιοπολικού δεσμού, προέρχεται από το ίδιο άτομο.

Μια καλή κατανόηση των παραλλαγών του χημικού δεσμού από τους κβαντικούς χημικούς υπολογισμούς φαίνεται τώρα στη σύγχρονη χημεία.

Διαμόρφωση	Γραμμικό	Τριγωνικό	Τετραεδρικό	Λυγισμένο	Τριγωνική πυραμιδική
Συγκόλληση προσαρτημάτων	2	3	4	3	4
Υβριδοποίηση	sp	sp2	sp3	sp2	sp3
Γωνία δεσμού	180°	120°	109,5°	118°	<109,5°

Η γωνία δεσμού ορισμένων μορίων     

Η γεωμετρία και η γωνία δεσμού του H2O

Πριν προχωρήσουμε και λύσουμε τη γεωμετρία του συγκεκριμένου μορίου, είναι απαραίτητο να εξετάσουμε τον αριθμό των ηλεκτρονίων που συμμετέχουν στον δεσμό και τα υπόλοιπα ελεύθερα ηλεκτρόνια που υπάρχουν ως μόνα ζεύγη.

Σε αυτή την περίπτωση, η μοριακή γεωμετρία του νερού θα κάμπτεται. Παρατηρήστε ότι τέσσερα ηλεκτρόνια είναι συνδεδεμένα, που περιβάλλουν το κεντρικό άτομο του οξυγόνου. Αυτό θα έκανε τη γεωμετρία των ηλεκτρονίων τετραεδρική, ή τουλάχιστον έτσι νόμιζαν. Αλλά, αυτό γενικά δεν είναι το αποτέλεσμα της μοριακής δομής. Δύο από αυτές τις προσκολλήσεις είναι δεσμοί και οι άλλες δύο είναι μοναχικά ζεύγη. Επομένως, η μοριακή γεωμετρία που προκύπτει είναι μια λυγισμένη δομή.

Τώρα που αναγνωρίζουμε τη γεωμετρία του μορίου του νερού, μπορούμε να μάθουμε τους δεσμούς που υπάρχουν στη δομή από μια προοπτική 105° να είναι ουσιαστικά περίπου από το διάγραμμά μας, το οποίο είναι σχετικά σημαντικό.

Η γεωμετρία και η γωνία δεσμού του BF3

Αν σχεδιάσουμε τη γεωμετρική δομή για το τριφθοριούχο βόριο, θα δούμε τρία σημεία σύνδεσης και τρεις δεσμούς συνδεδεμένους με το κεντρικό άτομο βορίου, κάτι που είναι εύλογα σημαντικό.

Με βάση το διάγραμμα, η μοριακή γεωμετρία για το τριφθοριούχο βόριο θα είναι τριγωνική επίπεδη μορφή, με προοπτική 120° μεταξύ των δεσμών που υπάρχουν στη δομή, κάτι που είναι αρκετά σημαντικό.

Συμπέρασμα    

Ο σχηματισμός του μορίου παίρνει συγκεκριμένη γεωμετρία για το καθένα, κάτι που είναι δυνατό μόνο λαμβάνοντας υπόψη τις διαφορετικές παραμέτρους του δεσμού. Η γωνία δεσμού είναι ένα είδος παραμέτρου που βοηθά στο σχηματισμό της μοριακής δομής. Μπορεί να οριστεί ως η γεωμετρική γωνία μεταξύ των δύο γειτονικών δεσμών του ίδιου μορίου. Για καλύτερη κατανόηση, μπορούμε να εξετάσουμε τα παραδείγματα δύο διαφορετικών μορίων, του νερού και του τριφθοριούχου βορίου. Ο σχηματισμός δεσμού δίνεται μαζί με τις γωνίες δεσμού που διαμορφώνουν ολόκληρη τη γεωμετρία.