Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τη γωνία του δεσμού ενός μορίου;
1. Υβριδισμός:
* Θεωρία υβριδισμού: Αυτή η θεωρία εξηγεί πώς τα ατομικά τροχιακά συνδυάζονται για να σχηματίσουν υβριδικά τροχιακά, τα οποία στη συνέχεια συμμετέχουν στη συγκόλληση. Διαφορετικοί τύποι υβριδοποίησης οδηγούν σε διαφορετικές γωνίες δεσμών:
* υβριδοποίηση SP3: Οδηγεί σε τετραεδρικό σχήμα με γωνίες δεσμού περίπου 109,5 °. Παραδείγματα:CH4 (μεθάνιο), NH3 (αμμωνία), H2O (νερό).
* υβριδοποίηση SP2: Οδηγεί σε τριγωνικό επίπεδη σχήμα με γωνίες δεσμού περίπου 120 °. Παραδείγματα:C2H4 (αιθυλένιο), CO3^2- (ιόν ανθρακικού).
* υβριδοποίηση SP: Οδηγεί σε γραμμικό σχήμα με γωνίες δεσμού 180 °. Παραδείγματα:CO2 (διοξείδιο του άνθρακα), BECL2 (χλωριούχο βηρύλλιο).
2. Μηχανολόγια ζεύγη:
* Απομάκρυνση: Μόνο ζεύγη ηλεκτρονίων στο κεντρικό άτομο ασκούν μια ισχυρότερη απωθητική δύναμη σε ζεύγη συγκόλλησης από ό, τι τα ζεύγη συγκόλλησης το ένα στο άλλο. Αυτό ωθεί τα ζεύγη συγκόλλησης πιο κοντά, με αποτέλεσμα μικρότερη γωνία δεσμού.
* Παράδειγμα: Στο νερό (H2O), τα δύο μοναδικά ζεύγη στο άτομο οξυγόνου προκαλούν τη γωνία δεσμού H-O-H να είναι 104,5 °, η οποία είναι μικρότερη από την ιδανική τετραεδρική γωνία 109,5 °.
3. Πολλαπλά ομόλογα:
* Διπλά και τριπλά ομόλογα: Οι διπλοί και τριπλοί δεσμοί καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο από τους μεμονωμένους δεσμούς, οδηγώντας σε μεγαλύτερη απόρριψη μεταξύ τους. Αυτό μπορεί να προκαλέσει τις γωνίες των δεσμών να είναι ελαφρώς μεγαλύτερες από τις αναμενόμενες.
* Παράδειγμα: Σε φορμαλδεΰδη (H2CO), ο διπλός δεσμός C =O προκαλεί ότι η γωνία δεσμού H-H-H είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από 120 °.
4. Ηλεκτροαρνητικότητα:
* πολικοί δεσμοί: Οι διαφορές ηλεκτροαρνητικότητας μεταξύ των ατόμων σε έναν δεσμό μπορούν να επηρεάσουν τις γωνίες δεσμών. Το περισσότερο ηλεκτροαρνητικό άτομο θα τραβήξει πιο κοντά την πυκνότητα ηλεκτρονίων, επηρεάζοντας το σχήμα και τις γωνίες του μορίου.
* Παράδειγμα: Στο μόριο H2S, το θείο είναι περισσότερο ηλεκτροαρνητικό από το υδρογόνο. Αυτό προκαλεί τη γωνία δεσμού H-H-H να είναι ελαφρώς μικρότερη από την ιδανική γωνία 109,5 °.
5. Στερειακή παρεμπόδιση:
* Μεγάλα υποκαταστάτες: Οι ογκώδεις υποκαταστάτες που συνδέονται με το κεντρικό άτομο μπορούν να δημιουργήσουν στερεοχημικό στέλεχος και να προκαλέσουν γωνίες δεσμών να αποκλίνουν από τις ιδανικές τιμές.
* Παράδειγμα: Στο τερτ-βουτυλο χλωριούχο (T-Bucl), η μεγάλη ομάδα τριτ-βουτυλίου προκαλεί συμπίεση της γωνίας δεσμού CL-C-C.
6. Παραγγελία ομολόγων:
* Αντοχή δεσμού: Οι υψηλότερες παραγγελίες δεσμών (διπλά, τριπλούς δεσμούς) έχουν γενικά ισχυρότερους δεσμούς, οι οποίοι τείνουν να οδηγούν σε ελαφρώς μεγαλύτερες γωνίες δεσμών λόγω της αυξημένης απόρριψης μεταξύ ζευγών ηλεκτρονίων.
7. Μοριακό μέγεθος:
* Van der Waals Αποθέσεις: Καθώς τα μόρια γίνονται μεγαλύτερα, οι δυνάμεις van der Waals μεταξύ των ατόμων γίνονται πιο σημαντικές. Αυτές οι αποκρούσεις μπορούν να επηρεάσουν τις γωνίες των δεσμών, ιδιαίτερα σε μεγάλα, εύκαμπτα μόρια.
8. Διαμοριακές δυνάμεις:
* δεσμός υδρογόνου: Σε μόρια που μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου, οι αλληλεπιδράσεις δεσμού υδρογόνου μπορούν να επηρεάσουν το σχήμα του μορίου και των γωνιών του δεσμού του.
Σημαντική σημείωση: Αυτοί οι παράγοντες δεν είναι πάντα ανεξάρτητοι μεταξύ τους. Μπορούν να αλληλεπιδρούν με πολύπλοκους τρόπους για να καθορίσουν τις τελικές γωνίες δεσμών σε ένα μόριο.
