Prédire les angles entre les atomes liés en utilisant la théorie de la répulsion des paires d'électrons de coquille de valence (VSEPR). Le nombre stérique - le total des autres atomes et des paires d'électrons libres liés à un atome central - détermine la géométrie d'une molécule. Les paires d'électrons isolés résident dans la couche externe (valence) d'un atome, et ne sont pas partagées avec d'autres atomes.

TL; DR (trop long; n'a pas lu)

ne peut pas utiliser VSEPR pour calculer les angles de liaison, il aide à déterminer ces angles basés sur le nombre stérique. Seul l'hydrogène a un nombre stérique de un, et la molécule H2 a une forme linéaire.

Orbitales hybrides

Un électron orbite un atome dans une forme caractéristique déterminée par l'endroit le plus probable pour trouver le électron à un moment donné. Les électrons se repoussent parce qu'ils ont tous des charges négatives, donc les orbitales donnent à chaque électron la distance maximale possible de ses voisins. Quand un électron de valence forme une liaison covalente avec un autre atome, l'orbitale change dans un processus appelé hybridation. VSEPR prédit des angles de liaison basés sur des orbitales hybridées, mais n'est pas précis pour certains composés métalliques, sels gazeux et oxydes.

Sp Hybridation

L'orbitale hybride la plus simple est sp, correspondant à un nombre stérique de deux. L'angle de liaison est linéaire, ou 180 degrés, lorsque l'atome n'a pas de paires d'électrons isolés. Un exemple est le dioxyde de carbone. Inversement, une molécule d'azote a une seule paire d'électrons. Cela lui donne une forme linéaire mais une orbitale non hybridée et par conséquent il n'a pas d'angle de liaison.

Hybridation Sp2

Un nombre stérique de trois conduit à la formation d'orbitales sp2. Les angles de liaison dépendent du nombre de paires d'électrons isolées. Par exemple, le trichlorure de bore n'a pas de paires seules, une forme planaire trigonale et des angles de liaison de 120 degrés. La molécule de trioxygène O3 a une seule paire et forme une forme courbée avec des angles de liaison de 118 degrés. D'autre part, O2 a deux paires simples et une forme linéaire.

Hybridation Sp3

Un atome avec un nombre stérique de quatre peut avoir de zéro à trois paires d'électrons isolés dans un sp3 hybride orbital. Le méthane, qui n'a pas de paires isolées, forme un tétraèdre avec des angles de liaison de 109,5 degrés. L'ammoniac a une seule paire, créant des angles de liaison de 107,5 degrés et une forme pyramidale trigonale. L'eau, avec deux paires d'électrons, a une forme courbée avec des angles de liaison de 104,5 degrés. Les molécules de fluor ont trois paires isolées et une géométrie linéaire.

Des nombres stériques plus élevés

Des nombres stériques supérieurs conduisent à des géométries plus complexes et à des angles de liaison différents. En plus de VSEPR, des théories compliquées telles que les champs de forces moléculaires et la théorie quantique prédisent également des angles de liaison.