Molekülgeometrie

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

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 Zentralatom Freie Elektronenpaare Sterische Zahl Form Idealer Bindungswinkel (Bsp.) Beispiel Bild
2 0 2 linear 180° CO2
3 0 3 trigonal-planar 120° BF3
2 1 3 gebogen 120° (119°) SO2
4 0 4 tetraedrisch 109,5° CH4
3 1 4 trigonal-pyramidal 109,5° (107,8°) NH3
2 2 4 gebogen 109,5° (104,48°)[1][2] H2O
5 0 5 trigonal-bipyramidal 90°, 120° PCl5
4 1 5 wippenartig ax–ax 180° (173,1°),
eq–eq 120° (101,6°),
ax-eq 90°		 SF4
3 2 5 T-förmig 90° (87,5°), 180° (175°) ClF3
2 3 5 linear 180° XeF2
6 0 6 octaedrisch 90°, 180° SF6
5 1 6 quadratisch-pyramidal 90° (84,8°) BrF5
4 2 6 quadratisch-planar 90°, 180° XeF4
7 0 7 pentagonal-bipyramidal 90°, 72°, 180° IF7
6 1 7 pentagonal-pyramidal 72°, 90°, 144° XeOF5−
5 2 7 pentagonal-planar 72°, 144° XeF5−
8 0 8 quadratisch-antiprismatisch XeF8(2−)
9 0 9 tricapped trigonal-prismatisch ReH9(2−)

Siehe auch
Wikibooks: Allgemeine und Anorganische Chemie: Struktur von Molekülen – Lern- und Lehrmaterialien

Einzelnachweise
  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.
Normdaten (Sachbegriff): GND: 4170383-2
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