Moleculaire geometrie

De moleculaire geometrie verwijst naar de driedimensionale schikking van de atomen in een bepaalde molecuul. De geometrie van een molecuul legt tal van belangrijke fysisch-chemische parameters vast, zoals de polariteit, dipoolmoment, aggregatietoestand, reactiviteit, kleur, magnetisme en biologische activiteit. Samen met onder andere de elektronenconfiguratie en kristallografische eigenschappen bepaalt de moleculaire geometrie de chemische structuur van samengestelde stoffen.

De moleculaire geometrie wordt meestal met behulp van een cartesisch coördinatenstelsel vastgelegd, om daarmee de positie van de atomen in de ruimte aan te duiden. Daarnaast worden ook relatieve coördinaten aangewend, waarbij de bindingslengtes en bindingshoeken tussen de atomen kunnen worden gegeven.

De moleculaire geometrie kan experimenteel worden bepaald door een aantal technieken, zoals met spectroscopie en röntgendiffractie. Voor kleinere moleculen kunnen methoden uit de theoretische en kwantumchemie, waaronder de groepentheorie, worden aangewend. Het gebruik van krachtige computers is hierbij een grote hulp.

Types moleculaire structuren[bewerken | brontekst bewerken]

De verschillende conventionele geometrieën worden op basis van onder meer de VSEPR-theorie bepaald, die stelt dat zowel vrije als bindende elektronenparen zich in de ruimte zo ver mogelijk van elkaar moeten bevinden. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de geometrieën met telkens een verbinding als voorbeeld:


elektronenparen	bindingsgroepen	vrije elektronenparen	elektrongeometrie	molecuulgeometrie	bindingshoek	voorbeeld
2	2	0	lineair	lineair	180	CO₂
3	3	0	trigonaal planair	trigonaal planair	120	BF₃
3	2	1	trigonaal planair	gebogen	<120	SO₂
4	4	0	tetraëdisch	tetraëdisch	109,5	CH₄
4	3	1	tetraëdisch	trigonaal piramidaal	<109,5	NH₃
4	2	2	tetraëdisch	gebogen	<109,5	H₂O
5	5	0	trigonaal bipiramidaal	trigonaal bipiramidaal	ax-ax: 180 ax-eq: 90 eq-eq: 120	PCl₅
5	4	1	trigonaal bipiramidaal	seesaw	ax-ax: 180 ax-eq: 90 eq-eq: <120	SF₄
5	3	2	trigonaal bipiramidaal	T-vorm	90	ClF₃
5	2	3	trigonaal bipiramidaal	lineair	180	XeF₂
6	6	0	octaëdrisch	octaëdrisch	ax-ax: 180 ax-eq: 90 eq-eq: 90	SF₆
6	5	1	octaëdrisch	vierkant piramidaal	90	BrF₅
6	4	2	octaëdrisch	vierkant planair	90	XeF₄
7	7	0	pentagonaal bipiramidaal	pentagonaal bipiramidaal	ax-ax: 180 ax-eq: 90 eq-eq: 72	IF₇
7	6	1	pentagonaal bipiramidaal	pentagonaal piramidaal	ax-eq: 90 eq-eq: 72	XeOF₅^-
7	5	2	pentagonaal bipiramidaal	pentagonaal planair	72	XeF₅^-
8	8	0	vierkant antiprismatisch	vierkant antiprismatisch		XeF₈^2-
9	9	0				ReH₉^2-