Molekulargeometrie oder Molekülstruktur ist die dreidimensionale Anordnung von Atomen innerhalb eines Moleküls. Es ist wichtig, die molekulare Struktur eines Moleküls vorhersagen und verstehen zu können, da viele Eigenschaften einer Substanz durch ihre Geometrie bestimmt werden. Beispiele für diese Eigenschaften umfassen Polarität, Magnetismus, Phase, Farbe und chemische Reaktivität. Die Molekülgeometrie kann auch verwendet werden, um die biologische Aktivität vorherzusagen, Arzneimittel zu entwerfen oder die Funktion eines Moleküls zu entschlüsseln.
Die dreidimensionale Struktur eines Moleküls wird durch seine Valenzelektronen bestimmt, nicht durch seinen Kern oder die anderen Elektronen in den Atomen. Die äußersten Elektronen eines Atoms sind seine Valenzelektronen. Die Valenzelektronen sind die am häufigsten beteiligten Elektronen bei der Bildung von Bindungen und Moleküle machen.
Hier ist ein Diagramm, das die übliche Geometrie für Moleküle basierend auf ihrem Bindungsverhalten beschreibt. Um diesen Schlüssel zu verwenden,
erste Auslosung aus dem Lewis-Struktur für ein Molekül. Zählen Sie, wie viele Elektronenpaare vorhanden sind, einschließlich beider Bindungspaare und einsame Paare. Behandeln Sie Doppel- und Dreifachbindungen so, als wären sie Einzelelektronenpaare. A wird verwendet, um das Zentralatom darzustellen. B zeigt Atome an, die A umgeben. E gibt die Anzahl der Einzelelektronenpaare an. Bindungswinkel werden in der folgenden Reihenfolge vorhergesagt:Es gibt zwei Elektronenpaare um das Zentralatom in einem Molekül mit linearer Molekülgeometrie, zwei Bindungselektronenpaare und 0 Einzelpaare. Der ideale Bindungswinkel beträgt 180 °.
Sie können Lewis-Strukturen verwenden, um die Molekülgeometrie vorherzusagen. Am besten überprüfen Sie diese Vorhersagen jedoch experimentell. Verschiedene Analysemethoden können verwendet werden, um Moleküle abzubilden und ihre Schwingungs- und Rotationsabsorption kennenzulernen. Beispiele umfassen Röntgenkristallographie, Neutronenbeugung, Infrarot (IR) -Spektroskopie, Raman-Spektroskopie, Elektronenbeugung und Mikrowellenspektroskopie. Die beste Bestimmung einer Struktur erfolgt bei niedriger Temperatur, da durch Erhöhen der Temperatur die Moleküle mehr Energie erhalten, was zu Konformationsänderungen führen kann. Die Molekülgeometrie einer Substanz kann unterschiedlich sein, je nachdem, ob die Probe ein Feststoff, eine Flüssigkeit, ein Gas oder ein Teil einer Lösung ist.