Prevedere gli angoli tra gli atomi legati usando la teoria della repulsione della coppia di elettroni di guscio di valenza (VSEPR). Il numero steric - il totale di altri atomi e coppie di elettroni solitari legati ad un atomo centrale - determina la geometria di una molecola. Le coppie di elettroni solidi risiedono nella shell esterna (valance) di un atomo e non sono condivise con altri atomi.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
Mentre tu non può usare VSEPR per calcolare gli angoli di legame, aiuta a determinare quegli angoli basati sul numero steric. Solo l'idrogeno ha un numero sterico di uno, e la molecola di H2 ha una forma lineare.
Orbitali ibridati
Un elettrone orbita attorno a un atomo in una forma caratteristica determinata dal luogo più probabile per trovare il elettrone in qualsiasi momento. Gli elettroni si respingono a vicenda perché hanno tutti una carica negativa, quindi gli orbitali danno a ciascun elettrone la massima distanza possibile dai suoi vicini. Quando un elettrone di valenza forma un legame covalente con un altro atomo, l'orbitale cambia in un processo chiamato ibridazione. VSEPR predice angoli di legame basati su orbitali ibridati, ma non è accurato per determinati composti metallici, sali gassosi e ossidi.
Sp Hybridization
Il più semplice ibrido orbitale è sp, corrispondente ad un numero steric di Due. L'angolo di legame è lineare, o di 180 gradi, quando l'atomo non ha coppie di elettroni solitari. Un esempio è il biossido di carbonio. Al contrario, una molecola di azoto ha una coppia di elettroni solitari. Ciò gli conferisce una forma lineare ma un orbitale non ibridato e quindi non ha angolo di legame.
Sp2 Hybridization
Un numero steric di tre conduce alla formazione di orbitali sp2. Gli angoli di legame dipendono dal numero di coppie di elettroni solitari. Ad esempio, il tricloruro di boro non ha coppie solitarie, una forma planare trigonale e angoli di legame di 120 gradi. La molecola di trioossigeno O3 ha una coppia solitaria e forma una forma curva con angoli di legame di 118 gradi. D'altra parte, O2 ha due coppie solitarie e una forma lineare.
Sp3 Hybridization
Un atomo con un numero steric di quattro può avere da zero a tre coppie di elettroni solitari all'interno di uno sp3 ibridizzato orbitale. Il metano, che non ha coppie solitarie, forma un tetraedro con angoli di legame di 109,5 gradi. L'ammoniaca ha una coppia solitaria, creando angoli di legame di 107,5 gradi e una forma piramidale trigonale. L'acqua, con due coppie solitarie di elettroni, ha una forma curva con angoli di legame di 104,5 gradi. Le molecole di fluoro hanno tre coppie solitarie e una geometria lineare.
Numeri sterici più alti
Numeri steri più alti portano a geometrie più complesse ea diversi angoli di legame. Oltre al VSEPR, teorie complicate come i campi di forza molecolare e la teoria quantistica prevedono anche angoli di legame.
