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 fysico-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 interne coördinaten, zoals bindingslengtes en bindingshoeken, aangewend.

De moleculaire geometrie kan experimenteel worden bepaald door een aantal technieken, zoals met kernspinresonantie NMR 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 structurenBewerken

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 afbeelding
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 4 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 XeF82-  
9 9 0 ReH92-