Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Chemická väzba

Väzbový uhol a polarita molekuly

Väzbový uhol je uhol medzi dvoma väzbami vychádzajúcimi z toho istého atómu. Určuje tvar molekuly.

Molekula

Väzbový uhol

Tvar molekuly

Polarita molekuly

CO2\mathrm{CO_2}

180∘180^\circ

lineárna

nepolárna

H2O\mathrm{H_2O}

104,5∘104{,}5^\circ

lomená

polárna

NH3\mathrm{NH_3}

107∘107^\circ

trojboká pyramída

polárna

CH4\mathrm{CH_4}

109,5∘109{,}5^\circ

tetraéder

nepolárna

Rozdiely medzi uhlami spôsobujú voľné elektrónové páry. Voľný pár nie je natiahnutý medzi dve jadrá, drží sa bližšie pri vlastnom atóme a zaberá väčší priestor, preto stláča väzbové páry k sebe. Metán nemá voľný pár a jeho uhol je 109,5∘109{,}5^\circ, amoniak s jedným voľným párom klesá na 107∘107^\circ a voda s dvoma voľnými pármi až na 104,5∘104{,}5^\circ.

Štyri molekuly s vyznačenými väzbovými uhlami. Oxid uhličitý má uhol 180 stupňov, je lineárny a na uhlíku nemá voľný pár. Voda má uhol 104,5 stupňa, je lomená a na kyslíku má dva voľné páry. Amoniak má uhol 107 stupňov, tvar trojbokej pyramídy a jeden voľný pár na dusíku. Metán má uhol 109,5 stupňa, tvar tetraédra a žiadny voľný pár. Čím viac voľných párov má centrálny atóm, tým menší je väzbový uhol.

Polarita molekuly je daná polaritou väzieb a súčasne geometriou molekuly. Každá polárna väzba sa dá znázorniť ako vektor μ→\overrightarrow{\mu} smerujúci k zápornejšiemu koncu väzby a výsledná polarita je vektorovým súčtom týchto príspevkov:

μ→=∑iμi→\overrightarrow{\mu} = \sum_{i} \overrightarrow{\mu_i}

Oxid uhličitý má dve výrazne polárne väzby, no je lineárny. Oba vektory smerujú od uhlíka opačnými smermi, ich súčet je nulový a molekula je nepolárna, hoci obsahuje polárne väzby. Voda má rovnaké dve polárne väzby, ale je lomená. Vektory nesmerujú proti sebe, ich súčet je nenulový a molekula je výrazne polárna. Práve na polarite molekuly vody stojí jej schopnosť rozpúšťať iónové látky, tvorba vodíkových väzieb aj väčšina jej ostatných vlastností.

Porovnanie polarity dvoch molekúl s polárnymi väzbami. V lineárnej molekule oxidu uhličitého smerujú oba vektory polarity väzieb od uhlíka opačnými smermi, navzájom sa vyrušia a molekula je nepolárna. V lomenej molekule vody vektory nesmerujú proti sebe, sčítajú sa do výsledného vektora smerujúceho ku kyslíku a molekula je polárna.

Platí teda pravidlo: ak sú polárne väzby rozložené symetricky, ich príspevky sa vyrušia a molekula je nepolárna. Pri nesymetrickom rozložení je molekula polárna.