Preveja os ângulos entre os átomos ligados usando a teoria da repulsão do par de elétrons da camada de valência (VSEPR). O número estérico - o total de outros átomos e pares de elétrons isolados ligados a um átomo central - determina a geometria de uma molécula. Pares de elétrons solitários residem na camada externa (de saia) de um átomo e não são compartilhados com outros átomos.

TL; DR (muito longo; não lidos)

Não é possível usar o VSEPR para calcular ângulos de ligação, ajuda a determinar esses ângulos com base no número estérico. Apenas o hidrogênio tem um número estérico de um, e a molécula de H2 tem uma forma linear.

Orbitais hibridizados

Um elétron orbita um átomo em um formato característico determinado pelo lugar mais provável para encontrar o átomo. elétron a qualquer momento. Os elétrons se repelem porque todos eles têm cargas negativas, então os orbitais dão a cada elétron a maior distância possível de seus vizinhos. Quando um elétron de valência forma uma ligação covalente com outro átomo, o orbital muda em um processo chamado hibridização. O VSEPR prediz ângulos de ligação baseados em orbitais hibridizados, mas não é preciso para certos compostos metálicos, sais e óxidos gasosos.

Sp Hybridization

O mais simples orbital híbrido é sp, correspondendo a um número estérico de dois. O ângulo de ligação é linear, ou 180 graus, quando o átomo não tem pares de elétrons solitários. Um exemplo é o dióxido de carbono. Por outro lado, uma molécula de nitrogênio tem um único par de elétrons. Isso dá uma forma linear, mas um orbital não-hibridizado e, portanto, não tem ângulo de ligação.

Sp2 Hibridização

Um número estérico de três leva à formação de orbitais sp2. Os ângulos de ligação dependem do número de pares de elétrons solitários. Por exemplo, o tricloreto de boro não possui pares solitários, forma trigonal planar e ângulos de ligação de 120 graus. A molécula trioxigênica O3 tem um par solitário e forma um formato curvo com ângulos de ligação de 118 graus. Por outro lado, O2 tem dois pares solitários e uma forma linear.

Hibridização Sp3

Um átomo com um número estérico de quatro pode ter de zero a três pares de elétrons isolados dentro de um sp3 hibridizado orbital. O metano, que não possui pares isolados, forma um tetraedro com ângulos de ligação de 109,5 graus. A amônia tem um par solitário, criando ângulos de adesão de 107,5 graus e uma forma piramidal trigonal. A água, com dois pares de elétrons, tem uma forma curva com ângulos de ligação de 104,5 graus. As moléculas de flúor têm três pares de solitários e uma geometria linear.

Números de Steric superiores

Números estéricos mais altos levam a geometrias mais complexas e diferentes ângulos de ligação. Além do VSEPR, teorias complicadas, como campos de força molecular e teoria quântica, também predizem os ângulos de adesão.