Bindungswinkel
Auch die Elektronen brauchen einen Aufenthaltsraum
Das Verhalten der Moleküle kann mit dem VSEPR-Modell (valence shell electron pair repulsion) beschrieben werden. Das Modell besagt, dass Valenzelektronenpaare sich gegenseitig maximal abstoßen. Im Wassermolekül gibt es für das Sauerstoffatom 2 Elektronenpaare, mit denen die Bindungen zu den Wasserstoffatomen hergestellt werden und 2 weitere Elektronenpaare, die freie Elektronenpaare sind. Die bestmögliche Raumverteilung von 4 Elektronenpaaren ist ein Tetraeder. Der Bindungswinkel des Wassermoleküls liegt also nahe am Tetraederwinkel (109,5 °).
Beim Kohlendioxid betätigt das zentrale Kohlenstoffatom jeweils zwei Bindungen zu den Sauerstoffatomen. Es bleibt also "nichts übrig", was außerdem noch im Raum verteilt werden müsste. Den weitestmöglichen Abstand liefert hier die lineare Anordnung
Das VSEPR-Modell stellt ein sehr einfaches Modell dar. Andere Effekte, wie Ladungen oder der Raumbedarf größerer Atome oder Moleküle können die Bindungswinkel ebenfalls beeinflussen. In Ihrem Studium werden Sie Atomorbitale kennenlernen, die sich auch für das gleiche Atom je nach Bindungszustand anders arrangieren (= anders hybridisieren) können. Für die Organische Chemie sehr wichtig sind die möglichen Hybridisierungen des Kohlenstoffatoms, durch die man das Zustandekommen von Einfach-, Doppel- und Dreifachbindungen inklusive der Bindungswinkel erklären kann. Sie werden im Studium auch quantitative Berechnungen, z.B. von Bindungsenergien durchführen.