Geometria molekularna lub struktura molekularna to trójwymiarowy układ atomów w cząsteczce. Ważne jest, aby móc przewidzieć i zrozumieć strukturę molekularną cząsteczki, ponieważ wiele właściwości substancji zależy od jej geometrii. Przykłady tych właściwości obejmują polaryzację, magnetyzm, fazę, kolor i reaktywność chemiczną. Geometria molekularna może być również stosowana do przewidywania aktywności biologicznej, projektowania leków lub rozszyfrowywania funkcji cząsteczki.
Trójwymiarowa struktura cząsteczki jest determinowana przez jej elektrony walencyjne, a nie przez jądro czy inne elektrony w atomach. Najbardziej oddalonymi elektronami atomu są jego elektrony walencyjne. Elektrony walencyjne to elektrony, które są najczęściej zaangażowane w tworzeniu więzi i wytwarzanie cząsteczek.
Oto wykres opisujący zwykłą geometrię cząsteczek na podstawie ich zachowania wiązania. Aby użyć tego klucza, pierwsze losowanie z Struktura Lewisa dla cząsteczki. Policz, ile par elektronów jest obecnych, w tym obu
pary wiążące i samotne pary. Traktuj zarówno wiązania podwójne, jak i potrójne, jakby były pojedynczymi parami elektronów. A reprezentuje atom centralny. B oznacza atomy otaczające A. E wskazuje liczbę samotnych par elektronów. Kąty wiązania są przewidywane w następującej kolejności:Wokół atomu centralnego znajdują się dwie pary elektronów w cząsteczce o liniowej geometrii molekularnej, 2 wiążących parach elektronowych i 0 pojedynczych parach. Idealny kąt wiązania wynosi 180 °.
Możesz użyć struktur Lewisa do przewidywania geometrii molekularnej, ale najlepiej zweryfikować te prognozy eksperymentalnie. Do obrazowania cząsteczek i poznania ich absorbancji wibracyjnej i rotacyjnej można zastosować kilka metod analitycznych. Przykłady obejmują krystalografię rentgenowską, dyfrakcję neutronów, spektroskopię w podczerwieni (IR), spektroskopię Ramana, dyfrakcję elektronów i spektroskopię mikrofalową. Najlepszego określenia struktury dokonuje się w niskiej temperaturze, ponieważ wzrost temperatury daje cząsteczkom więcej energii, co może prowadzić do zmian konformacji. Geometria molekularna substancji może być różna w zależności od tego, czy próbka jest ciałem stałym, cieczą, gazem, czy częścią roztworu.