Molekülgeometrie

geometrische, räumliche relative Anordnung der Atome in einem Molekül

Als Molekülstruktur oder Molekülgeometrie wird die geometrische, räumliche relative Anordnung der Atome in einem Molekül bezeichnet. Sie bestimmt maßgeblich wichtige Eigenschaften wie das elektrische Dipolmoment.

Geometrie von Wasser mit Bindungslängen und Bindungswinkeln

Eigenschaften

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Zur Beschreibung werden meist kartesische Koordinaten (x, y, z) verwendet, um die Positionen der Atome anzugeben, oder auch interne Koordinaten, d. h. Bindungslängen und Bindungswinkel und ggf. Diederwinkel. Diese können durch das Auftreten von Symmetrien usw. in 32 Punktgruppen zusammengefasst werden. Die Beschreibung erfolgt typischerweise in der nach Arthur Schoenflies benannten Schoenflies-Symbolik.

Experimentell kann die Molekülstruktur mittels Kristallstrukturanalyse oder Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) ermittelt werden.Für kleine Moleküle aus wenigen Atomen kann die Struktur auch mit den Methoden der Theoretischen Chemie berechnet werden. Eine ungefähre Abschätzung ist mit dem VSEPR-Modell möglich.

Beispiele
Atome am ZentralatomFreie ElektronenpaareSterische ZahlFormIdealer Bindungswinkel (Bsp.)BeispielBild
202linear180°CO2
303trigonal-planar120°BF3
213gewinkelt120° (119°)SO2
404tetraedrisch109,5°CH4
314trigonal-pyramidal109,5° (107,8°)NH3
224gewinkelt109,5° (104,48°)[1][2]H2O
505trigonal-bipyramidal90°, 120°PCl5
415wippenartigax–ax 180° (173,1°),
eq–eq 120° (101,6°),
ax-eq 90°
SF4
325T-förmig90° (87,5°), 180° (175°)ClF3
235linear180°XeF2
606octaedrisch90°, 180°SF6
516quadratisch-pyramidal90° (84,8°)BrF5
426quadratisch-planar90°, 180°XeF4
707pentagonal-bipyramidal90°, 72°, 180°IF7
617pentagonal-pyramidal72°, 90°, 144°XeOF5
527pentagonal-planar72°, 144°XeF5
808quadratisch-antiprismatischXeF8(2−)
909tricapped trigonal-prismatischReH9(2−)

Siehe auch

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Einzelnachweise

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  1. AR Hoy, PR Bunker: A precise solution of the rotation bending Schrödinger equation for a triatomic molecule with application to the water molecule. In: Journal of Molecular Spectroscopy. 74. Jahrgang, Nr. 1, 1979, S. 1–8, doi:10.1016/0022-2852(79)90019-5, bibcode:1979JMoSp..74....1H.
  2. Archived copy. Archiviert vom Original am 3. September 2014; abgerufen am 27. August 2014.