化學鍵與分子軌域
分子幾何構型(molecular geometry)
一個分子並不是紙上一團扁平的塗鴉——它是一個真實的三維物體,像一件微小的雕塑。分子幾何構型就是對這個形狀的描述:每個原子在空間中相對其他原子待在哪裡,以及各根鍵之間的夾角。
準確地說,分子幾何構型是分子中原子在三維空間裡的排布,由它的鍵長和鍵角刻畫。它由每個原子周圍的各電子群為彼此避讓而散開的方式所決定,通常按形狀命名:直線形、平面三角形、彎折形、四面體形、三角錐形,等等。原子的幾何構型可能與全部電子群的排布不同,因為孤對電子雖佔據空間,卻不增添一個看得見的原子。
幾何構型之所以重要,是因為在化學裡,形狀即命運:它決定一個分子是否有極性、如何堆積和流動、聞起來是什麼氣味,以及它能否契合某個生物受體這把「鎖」。誠實的提醒是:真實的分子並不是僵硬的雕像——鍵在熱運動中不停地伸縮和彎曲,所以所給出的幾何構型是平均的、平衡時的形狀,而非凍結住的形狀。
甲烷(CH₄)是四面體形:四個氫位於圍繞中心碳的一個四面體的四個角上,H–C–H 角為 109.5°。二氧化碳(CO₂)是直線形,三個原子排在一條直線上。同樣種類的原子,形狀卻大不相同——行為也大不相同。
同樣種類的原子,幾何構型不同——化學性質也不同。
電子群幾何構型和分子幾何構型並不總是一回事。前者把包括孤對電子在內的所有電子群都數進去;後者只命名原子的位置。水的電子群幾何構型是四面體形,分子幾何構型卻是彎折形,因為它那兩對孤對電子在只看原子的形狀裡是看不見的。
又稱
另見