Molekylgeometri

Geometri til et vannmolekyl med verdier for O-H bindingens lengde, og for H-O-H bindingsvinkelen mellom de to bindingene.

Molekylgeometri er den tredimensjonale ordningen av de atomer som utgjør en molekyl. Den inkluderer den generelle formen til molekylet samt bindingslengder, bindingsvinkler, torsjonsvinkler og andre geometriske parametere som bestemmer posisjonen til hvert atom.

Molekylær geometri påvirker flere av egenskapene til et stoff, inkludert dets reaktivitet, polaritet, fase, farge, magnetisme og biologisk aktivitet. Vinklene mellom bindinger som et atom danner avhenger bare svakt av resten av molekylet, det vil si at de kan forstås som tilnærmet lokale og dermed overførbare egenskaper.

Hvordan bestemme geometrien

Den molekylære geometrien kan bestemmes ved forskjellige spektroskopiske- og diffraksjons-metoder. IR-, rotasjonel- og Raman-spektroskopi kan gi informasjon om molekylgeometrien fra detaljene i vibrasjons- og rotasjonsabsorbansen detektert av disse teknikkene. Røntgenkrystallografi, nøytronspredning og elektrondiffraksjon kan gi molekylstruktur for krystallinske faste stoffer basert på avstanden mellom kjerner og konsentrasjon av elektrontetthet. Gasselektrondiffraksjon kan brukes for små molekyler i gassfasen. NMR- og FRET-metoder kan brukes til å bestemme komplementær informasjon, inkludert relative avstander, dihedrale vinkler, vinkler og tilkobling. Molekylære geometrier bestemmes best ved lav temperatur fordi ved høyere temperaturer beregnes gjennomsnittet av molekylstrukturen over flere tilgjengelige geometrier. Større molekyler eksisterer ofte i flere stabile geometrier (konformasjonsisomerisme) som er nær energi på den potensielle energioverflaten. Geometrier kan også beregnes ved ab initio kvantekjemimetoder med høy nøyaktighet. Den molekylære geometrien kan være forskjellig som i et fast stoff, i løsning og som en gass.

Plasseringen til hvert atom bestemmes av naturen til de kjemiske bindingene som det er forbundet med naboatomene. Den molekylære geometrien kan beskrives ved posisjonene til disse atomene i rommet, og fremkaller bindingslengder av to sammenføyde atomer, bindingsvinkler til tre sammenkoblede atomer og torsjonsvinkler (dihedrale vinkler) av tre påfølgende bindinger.