Γιατί η γωνία δεσμού υδρογόνου είναι 92 μοίρες;

Η γωνία δεσμού στο υδρόθειο (H₂S) είναι περίπου 92 μοίρες, η οποία είναι σημαντικά μικρότερη από την ιδανική τετραεδρική γωνία 109,5 μοίρες. Αυτή η απόκλιση από την ιδανική γωνία μπορεί να αποδοθεί στους ακόλουθους παράγοντες:

1. Απομάκρυνση ζεύγους:

* Το θείο στο H₂S έχει δύο μοναχικά ζεύγη ηλεκτρονίων εκτός από τα δύο ζεύγη συγκόλλησης με άτομα υδρογόνου.

* Τα μοναχικά ζεύγη καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο από τα ζεύγη συγκόλλησης λόγω της υψηλότερης πυκνότητας ηλεκτρονίων τους.

* Αυτά τα μοναχικά ζεύγη ασκούν ισχυρότερες απωθητικές δυνάμεις στα ζεύγη συγκόλλησης, ωθώντας τα άτομα υδρογόνου πιο κοντά και μειώνοντας τη γωνία δεσμού H-H-H.

2. Υβριδισμός:

* Το άτομο θείου στο H₂S είναι SP³ υβριδοποιημένο, που σημαίνει ότι έχει τέσσερα τροχιακά με ίσα επίπεδα ενέργειας.

* Ωστόσο, τα δύο μοναχικά ζεύγη καταλαμβάνουν δύο από αυτά τα τροχιακά, αφήνοντας μόνο δύο για σύνδεση με υδρογόνο.

* Αυτός ο υβριδισμός οδηγεί σε παραμορφωμένη τετραεδρική γεωμετρία με μικρότερη γωνία δεσμού.

3. Μικρότερο μέγεθος ατόμου υδρογόνου:

* Τα άτομα υδρογόνου είναι πολύ μικρά σε σύγκριση με το θείο.

* Αυτό το μικρό μέγεθος επιτρέπει στα άτομα υδρογόνου να είναι πιο κοντά μεταξύ τους, συμβάλλοντας περαιτέρω στη μικρότερη γωνία του δεσμού.

4. Απουσία ισχυρών διαμοριακών δυνάμεων:

* Το H₂s είναι ένα πολικό μόριο, αλλά έχει σχετικά αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις λόγω της χαμηλής διαφοράς ηλεκτροαρνητικότητας μεταξύ υδρογόνου και θείου.

* Αυτή η έλλειψη ισχυρών διαμοριακών δυνάμεων επιτρέπει στο μόριο να υιοθετήσει μια πιο χαλαρή διαμόρφωση με μικρότερη γωνία δεσμού.

Συνοπτικά, ο συνδυασμός απάντησης του ζεύγους, υβριδισμού SP³, του μικρού μεγέθους του υδρογόνου και των ασθενών διαμοριακών δυνάμεων συμβάλλει στη γωνία δεσμού 92 μοιρών στο υδρόθειο.