3.2 Molekylers form

En stregformel er en flad tegning, men et molekyle er ikke fladt, for det har en bestemt form i rummet. Formen har betydning for, hvordan molekylet opfører sig, og den bruges i afsnit 3.3 til at afgøre, om et molekyle er polært.

Elektronpar frastøder hinanden

Elektroner er negative, og negative ladninger frastøder hinanden. Elektronparrene omkring et atom stiller sig derfor så langt fra hinanden, som de kan komme. Det gælder både de fælles elektronpar i bindingerne og de frie elektronpar.

Figur 1: Grupper af elektroner omkring et atom stiller sig så langt fra hinanden som muligt. Fire grupper peger ud mod hjørnerne i et tetraeder.

Et tetraeder er en pyramide med fire ens, trekantede sider. Når der er fire elektronpar omkring et atom, peger de ud mod tetraederets fire hjørner, og vinklen mellem dem er 109,5°.

Fire molekyler

Figur 2: Formen af fire molekyler. De lyseblå skyer er frie elektronpar.

Methan. Carbonatomet har fire fælles elektronpar og ingen frie, så de fire hydrogenatomer sidder i hjørnerne af et tetraeder.

Ammoniak. Nitrogenatomet har også fire elektronpar omkring sig, men kun de tre er bindinger, mens det fjerde er et frit elektronpar. De tre hydrogenatomer danner derfor bunden i en pyramide med nitrogen i toppen.

Vand. Oxygenatomet har to bindinger og to frie elektronpar. De frie elektronpar skubber bindingerne sammen, så molekylet bliver vinklet og ikke ret. Vinklen mellem de to bindinger er 104,5°.

Carbondioxid. Carbonatomet har to dobbeltbindinger og ingen frie elektronpar. En dobbeltbinding tæller som én gruppe af elektroner, så de to grupper stiller sig over for hinanden. Molekylet bliver derfor lineært, hvilket betyder, at de tre atomer ligger på en ret linje.

Molekyle	Bindinger fra atomet i midten	Frie elektronpar	Form
Methan, CH4	4 enkeltbindinger	0	tetraeder
Ammoniak, NH3	3 enkeltbindinger	1	trekantet pyramide
Vand, H2O	2 enkeltbindinger	2	vinklet
Carbondioxid, CO2	2 dobbeltbindinger	0	lineært

VigtigtHusk de frie elektronpar

De frie elektronpar ses ikke i stregformlen, men de fylder lige så meget som bindingerne. Det er dem, der gør vandmolekylet vinklet.

NoteKort sagt

• Elektronpar frastøder hinanden og stiller sig så langt fra hinanden som muligt.
• Både bindinger og frie elektronpar tæller med, når formen skal findes.
• Methan er et tetraeder, ammoniak er en trekantet pyramide, vand er vinklet, og carbondioxid er lineært.

Prøv selv: Molekylers rumlige opbygning: drej molekylerne, og mål vinklerne.

Se alle opgaver til emnet “Molekylers form” (3.2)