7.6 Sameindabygging og skautun

7.6 Sameindabygging og skautun

Hingað til höfum við notað tvívíðar Lewisbyggingar til að tákna sameindir. Sameindabygging er þó í raun þrívíð og mikilvægt er að geta lýst efnatengjum út frá fjarlægðum, hornum og afstöðu þeirra í rýminu (mynd 7.14). Tengjahorn er hornið milli tveggja tengja sem deila sameiginlegri frumeind og er það venjulega mælt í gráðum. Tengjalengd er fjarlægðin milli kjarna tveggja tengdra frumeinda eftir beinni línu sem tengir kjarnana saman. Tengjalengdir eru mældar í ångströmum (1 Å = 10⁻¹⁰ m) eða píkómetrum (1 pm = 10⁻¹² m, 100 pm = 1 Å).

VSEPR-kenningin

Kenningin um fráhrindingu rafeindapara á gildishveli (VSEPR-kenningin) gerir okkur kleift að spá fyrir um sameindabyggingu, þar á meðal um það bil tengjahorn umhverfis miðjufrumeind, út frá fjölda efnatengja og stakra rafeindapara í Lewisbyggingu sameindarinnar. VSEPR-líkanið gerir ráð fyrir að rafeindapör á gildishveli miðjufrumeindar raði sér þannig að fráhrinding milli þeirra verði sem minnst með því að hámarka fjarlægðina á milli þeirra. Rafeindirnar á gildishveli miðjufrumeindar mynda annaðhvort tengirafeindapör, sem eru aðallega staðsett á milli tengdra frumeinda, eða stök pör. Rafstöðueiginleg fráhrinding þessara rafeinda minnkar þegar hin ýmsu svæði með háan rafeindaþéttleika eru eins langt frá hvert öðru og unnt er.

VSEPR-kenningin spáir fyrir um uppröðun rafeindapara umhverfis hverja miðjufrumeind og oftast einnig rétta uppröðun frumeinda í sameind. Hins vegar verðum við að hafa í huga að kenningin tekur aðeins tillit til fráhrindingar milli rafeindapara. Önnur víxlverkun, svo sem fráhrinding milli kjarna og aðdráttarafl milli kjarna og rafeinda, hefur einnig áhrif á endanlega uppröðun frumeinda í tiltekinni sameindabyggingu.

Sem einfalt dæmi um VSEPR-kenninguna skulum við spá fyrir um byggingu BeF₂-sameindar í gasfasa. Lewisbygging BeF₂ (mynd 7.15) sýnir aðeins tvö rafeindapör umhverfis beryllín-miðjufrumeindina. Þar sem tvö efnatengi og engin stök rafeindapör eru á miðjufrumeindinni eru tengin eins langt frá hvort öðru og hægt er. Rafstöðueiginleg fráhrinding milli þessara svæða með háan rafeindaþéttleika er í lágmarki þegar þau eru sitt hvoru megin við miðjufrumeindina. Tengjahornið er 180° (mynd 7.15).

Mynd 7.16 sýnir þessa og aðrar rúmfræðilegar uppröðanir rafeindapara sem lágmarka fráhrindingu milli svæða með háan rafeindaþéttleika (efnatengi og/eða stök pör). Tvö svæði rafeindaþéttleika umhverfis miðjufrumeind í sameind mynda línulega rúmfræði. Þrjú svæði mynda þríhyrnd flöt rúmfræði, fjögur svæði mynda fjórflötungsrúmfræði, fimm svæði mynda þríhyrnd tvípýramídarúmfræði og sex svæði mynda áttflötungsrúmfræði.

Rafeindapararúmfræði gagnvart sameindabyggingu

Mikilvægt er að athuga að rafeindapararúmfræði umhverfis miðjufrumeind er ekki það sama og sameindabygging hennar. Rafeindapararúmfræði sem sýnd er á mynd 7.16 lýsir öllum svæðum þar sem rafeindir eru staðsettar, bæði efnatengjum og stökum pörum. Sameindabygging lýsir staðsetningu frumeindanna, ekki rafeindanna.

Við gerum greinarmun á þessum tveimur tilfellum með því að kalla þá rúmfræði sem tekur til allra rafeindaparanna rafeindapararúmfræði. Sú bygging sem tekur aðeins til staðsetningar frumeindanna í sameindinni kallast sameindabygging. Rafeindapararúmfræðin er sú sama og sameindabyggingin þegar engin stök rafeindapör eru umhverfis miðjufrumeindina, en þær eru ólíkar þegar stök pör eru á miðjufrumeindinni.

Til dæmis hefur metansameindin, CH₄, sem er stærsti hluti jarðgass, fjögur tengirafeindapör umhverfis miðjukolefnisfrumeindina; rafeindapararúmfræðin er fjórflötungslaga, rétt eins og sameindabyggingin (mynd 7.17). Aftur á móti hefur ammóníaksameindin, NH₃, einnig fjögur rafeindapör tengd köfnunarefnisfrumeindinni og hefur því rafeindapararúmfræði fjórflötungs. Eitt þessara svæða er þó stakt par, sem er ekki tekið með í sameindabyggingunni, og þetta staka par hefur áhrif á lögun sameindarinnar (mynd 7.18).

Eins og sjá má á mynd 7.18 geta smávægilegar skekkjur frá kjörhornum á mynd 7.16 stafað af mismunandi fráhrindingu milli ýmissa svæða rafeindaþéttleika. VSEPR-kenningin spáir fyrir um þessar skekkjur með því að koma á röð fráhrindinga og röð fyrir það rými sem mismunandi tegundir rafeindapara taka til sín. Röð fráhrindingar rafeindapara frá mestu til minnstu fráhrindingar er:

Þessi röð fráhrindinga ákvarðar hversu mikið rými mismunandi rafeindasvæði taka. Stakt rafeindapar tekur meira rými en rafeindirnar í þrítengi; rafeindir í þrítengi taka aftur á móti meira rými en þær sem eru í tvítengi, og svo framvegis. Röð stærða frá stærstu til minnstu er:

Skoðum formaldehýð, H₂CO, sem er notað sem rotvarnarefni fyrir líffræðileg og líffærafræðileg sýni (mynd 7.14). Þessi sameind hefur svæði með háan rafeindaþéttleika sem samanstanda af tveimur eintengjum og einu tvítengi. Grunnrúmfræðin er þríhyrnd flöt með 120° tengjahornum, en við sjáum að tvítengið veldur aðeins stærri hornum (121°) og hornið milli eintengjanna er aðeins minna (118°).

Í ammóníaksameindinni er vetnisfrumeindunum þremur sem tengjast miðjuköfnunarefninu ekki raðað í flata, þríhyrnda slétta sameindabyggingu, heldur í þrívíðan þríhyrndan pýramída (mynd 7.18) þar sem köfnunarefnisfrumeindin er á toppnum og vetnisfrumeindirnar þrjár mynda grunninn. Kjörtengjahorn í þríhyrndum pýramída byggjast á rafeindapararúmfræði fjórflötungs. Aftur eru smávægileg frávik frá kjörhornum vegna þess að stök pör taka meira rými en tengirafeindir. H–N–H tengjahornin í NH₃ eru aðeins minni en 109,5° hornið í reglulegum fjórflötungi (mynd 7.16) vegna þess að fráhrinding milli staks pars og tengipars er meiri en fráhrinding milli tveggja tengipara (mynd 7.18). Mynd 7.19 sýnir kjörsameindabyggingar, sem spáð er fyrir um á grundvelli rafeindapararúmfræði fyrir ýmsar samsetningar stakra para og tengipara.

Samkvæmt VSEPR-kenningunni eru staðsetningar endafrumeinda (X á mynd 7.19) jafngildar í línulegri, þríhyrndri flatri og fjórflötungslegri rafeindapararúmfræði (fyrstu þrjár raðir töflunnar). Það skiptir ekki máli hvaða X er skipt út fyrir stakt rafeindapar því hægt er að snúa sameindunum til að breyta um stöðu. Fyrir þríhyrnda tvípýramídarafeindapararúmfræði eru hins vegar tvær ólíkar X-stöður, eins og sýnt er á mynd 7.20: áslæg staða (ef við höldum á líkani af þríhyrndum tvípýramída á áslægu stöðunum tveimur, fáum við ás sem hægt er að snúa líkaninu um) og miðbaugsstaða (þrjár stöður mynda miðbaug umhverfis miðju sameindarinnar). Eins og sýnt er á mynd 7.19 er áslæga staðan umkringd tengjahornum sem eru 90°, en miðbaugsstaðan hefur meira rými til umráða vegna tengjahornanna sem eru 120°. Í þríhyrndri tvípýramídarafeindapararúmfræði skipa stök rafeindapör alltaf miðbaugsstöður þar sem þessar rýmri stöður geta auðveldlega rúmað stærri stöku rafeindapörin.

Fræðilega séð getum við fundið þrjár mögulegar uppröðanir fyrir þrjú tengi og tvö stök rafeindapör í sameindinni ClF₃ (mynd 7.20). Stöðuga byggingin er sú sem setur stöku rafeindapörin í miðbaugsstöður, sem gefur T-laga sameindabyggingu.

Þegar miðjufrumeind hefur tvö stök rafeindapör og fjögur tengisvæði, höfum við áttflötungslega rafeindapararúmfræði. Stöku pörin tvö eru á gagnstæðum hliðum áttflötungsins (með 180° millibili), sem gefur ferhyrnda flata sameindabyggingu sameindar sem lágmarkar fráhrindingu milli stakra rafeindapara (mynd 7.19).

Að spá fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu

Eftirfarandi aðferð notar VSEPR-kenninguna til að ákvarða rafeindapararúmfræði og sameindabyggingar:

1. Skrifaðu Lewisbyggingu sameindarinnar eða fjölatóma jónarinnar.
2. Teldu fjölda svæða með rafeindaþéttleika (stök pör og tengi) umhverfis miðjufrumeindina. Einfalt, tvöfalt eða þrefalt tengi telst sem eitt svæði rafeindaþéttleika.
3. Ákvarðaðu rafeindapararúmfræði út frá fjölda svæða með rafeindaþéttleika: línuleg, þríhyrnd flöt, fjórflötungsleg, þríhyrnd tvípýramídaleg eða áttflötungsleg (mynd 7.19, fyrsti dálkur).
4. Notaðu fjölda stakra rafeindapara til að ákvarða sameindabygginguna (mynd 7.19). Ef fleiri en ein uppröðun stakra rafeindapara og efnatengja er möguleg skal velja þá sem lágmarkar fráhrindingu. Hafa ber í huga að stök rafeindapör taka meira rými en fjöltengi, sem aftur taka meira rými en eintengi. Í þríhyrndri tvípýramídalegri uppröðun er fráhrinding lágmörkuð þegar hvert stakt rafeindapar er í miðbaugsstöðu. Í áttflötungslegri uppröðun með tvö stök rafeindapör er fráhrinding lágmörkuð þegar stöku rafeindapörin eru sitt hvorum megin við miðjufrumeindina.

Eftirfarandi dæmi sýna hvernig VSEPR-kenningin er notuð til að spá fyrir um sameindabyggingu sameinda eða jóna sem hafa engin stök rafeindapör. Í þessu tilfelli er sameindabyggingin nákvæmlega sú sama og rafeindapararúmfræðin.

Dæmi 7.11

Spáð fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu: CO₂ og BCl₃

Spáðu fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu fyrir hvert af eftirfarandi:

(a) koldíoxíð, CO₂, sameind sem myndast við bruna jarðefnaeldsneytis

(b) bórþríklóríð, BCl₃, mikilvægt iðnaðarefni

Lausn

(a) Við ritum Lewisbyggingu CO₂ svona:

Þetta sýnir okkur tvö svæði með miklum rafeindaþéttleika umhverfis kolefnisfrumeindina — hvert tvítengi telst sem eitt svæði og engin stök rafeindapör eru á kolefnisfrumeindinni. Með því að nota VSEPR-kenninguna spáum við því að svæðin tvö með rafeindaþéttleika raði sér sitt hvoru megin við miðjufrumeindina með tengjahornið 180°. Rafeindapararúmfræði og sameindabygging eru eins, og CO₂ sameindir eru línulegar.

(b) Við ritum Lewisbyggingu BCl₃ svona:

Þannig sjáum við að BCl₃ inniheldur þrjú tengi og engin stök rafeindapör eru á bór. Uppröðun þriggja svæða með miklum rafeindaþéttleika gefur þríhyrnd flata rafeindapararúmfræði. B–Cl tengin liggja í fleti með 120° hornum á milli sín. BCl₃ hefur einnig þríhyrnd flata sameindabyggingu (mynd 7.21).

Rafeindapararúmfræði og sameindabygging BCl₃ eru báðar þríhyrndar flatar. Athugið að VSEPR-rúmfræðin sýnir rétt tengjahorn (120°), ólíkt Lewisbyggingunni sem sýnd er hér að ofan.

Prófaðu þig

Karbónat, ${\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3}^{2-}$ er algeng fjölatóma jón sem finnst í ýmsum efnum, allt frá eggjaskurnum til sýrubindandi lyfja. Hver er rafeindapararúmfræði og sameindabygging þessarar fjölatóma jónar?

Dæmi 7.12

Að spá fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu: Ammóníum

Tvö af efstu 50 efnum sem framleidd eru í Bandaríkjunum, ammóníumnítrat og ammóníumsúlfat, sem bæði eru notuð sem áburður, innihalda ammóníumjónina. Spáðu fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$ katjónarinnar.

Lausn

Við skrifum Lewisbyggingu ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$ sem:

Við sjáum að ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$ inniheldur fjögur tengi frá köfnunarefnisfrumeindinni til vetnisfrumeindanna og engin stök rafeindapör. Við búumst við því að svæðin fjögur með háan rafeindaþéttleika raði sér þannig að þau beinist að hornum fjórflötungs þar sem miðlæga köfnunarefnisfrumeindin er í miðjunni (mynd 7.19). Þess vegna er rafeindapararúmfræði í ${\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4}^{+}$ fjórflötungslaga og sameindabyggingin er einnig fjórflötungslaga (mynd 7.22).

Prófaðu þig

Tilgreindu sameind með þríhyrnda tvípýramída-byggingu.

Næstu dæmi sýna áhrif stakra rafeindapara á sameindabyggingu.

Dæmi 7.13

Að spá fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu: Stök pör á miðjufrumeind

Spáðu fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu vatnssameindar.

Lausn

Lewisbygging H₂O sýnir að það eru fjögur svæði með miklum rafeindaþéttleika umhverfis súrefnisfrumeindina: tvö stök pör og tvö efnatengi:

Við gerum ráð fyrir að þessum fjórum svæðum sé raðað upp á fjórflötungslaga hátt (mynd 7.23), eins og sýnt er á mynd 7.19. Þannig er rafeindapararúmfræðin fjórflötungslaga og sameindabyggingin er hornbeygð með horn sem er aðeins minna en 109,5°. Reyndar er tengjahornið 104,5°.

Prófaðu þig

Hýdróníumjónin, H₃O⁺, myndast þegar sýrur eru leystar upp í vatni. Spáðu fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu þessarar katjónar.

Dæmi 7.14

Að spá fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu: SF₄

Brennisteinsfjórflúoríð, SF₄, er afar mikilvægt við framleiðslu flúorsambanda sem notuð eru sem illgresiseyðar (þ.e. SF₄ er notað sem flúorunarefni). Spáðu fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu SF₄-sameindar.

Lausn

Lewisbygging SF₄ sýnir fimm svæði rafeindaþéttleika umhverfis brennisteinsfrumeindina: eitt stakt par og fjögur tengipör:

Við gerum ráð fyrir að þessi fimm svæði taki á sig rafeindapararúmfræði sem er þríhyrndur tvípýramídi. Til að lágmarka fráhrindingu staka parsins tekur það sér stöðu í miðbaug. Sameindabyggingin (mynd 7.24) er eins og vippubretti (mynd 7.19).

Prófaðu þig

Segðu fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu XeF₂-sameindarinnar.

Dæmi 7.15

Að segja fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu: XeF₄

Af öllum eðalgösum er xenon hvarfgjarnast og hvarfast það oft við frumefni á borð við súrefni og flúor. Segðu fyrir um rafeindapararúmfræði og sameindabyggingu XeF₄ sameindarinnar.

Lausn

Lewisbygging XeF₄ sýnir sex svæði með miklum rafeindaþéttleika umhverfis xenonfrumeindina: tvö stök pör og fjögur tengi:

Þessi sex svæði taka á sig áttflötungsröðun (mynd 7.19), sem er rafeindapararúmfræðin. Til að lágmarka fráhrindingu ættu stök pör að vera á gagnstæðum hliðum miðjufrumeindarinnar (mynd 7.25). Frumeindirnar fimm eru allar í sama plani og hafa ferningslaga flata sameindabyggingu.

Prófaðu þig

Í ákveðinni sameind hefur miðjufrumeindin þrjú stök pör og tvö tengi. Hver verður rafeindapararúmfræðin og sameindabyggingin?

Sameindabygging sameinda með fleiri en eina miðjufrumeind

Þegar sameind eða fjölatóma jón hefur aðeins eina miðjufrumeind lýsir sameindabyggingin lögun sameindarinnar að fullu. Stærri sameindir hafa ekki eina miðjufrumeind, heldur eru þær tengdar með keðju innri frumeinda sem hver um sig hefur „staðbundna“ rúmfræði. Hvernig þessar staðbundnu byggingar snúa hver að annarri hefur einnig áhrif á lögun sameindarinnar, en slík sjónarmið eru að mestu leyti utan ramma þessarar inngangsumræðu. Í okkar tilgangi munum við aðeins einbeita okkur að því að ákvarða staðbundnu byggingarnar.

Dæmi 7.16

Að spá fyrir um byggingu í fjölmiðjusameindum

Lewisbyggingin fyrir einföldustu amínósýruna, glýsín, H₂NCH₂CO₂H, er sýnd hér. Spáðu fyrir um staðbundna rúmfræði köfnunarefnisfrumeindarinnar, kolefnisfrumeindanna tveggja og súrefnisfrumeindarinnar sem vetnisfrumeind er tengd við:

Lausn

Skoðaðu hverja miðjufrumeind fyrir sig. Rafeindapararúmfræði er eftirfarandi:

• köfnunarefni – fjögur svæði rafeindaþéttleika; fjórflötungslaga

• kolefni (CH₂) – fjögur svæði rafeindaþéttleika; fjórflötungslaga

• kolefni (CO₂) – þrjú svæði rafeindaþéttleika; þríhyrnd flöt

• súrefni (OH)—fjögur svæði rafeindaþéttleika; fjórflötungslaga

Staðbundnar byggingar:

• köfnunarefni—þrjú tengi, eitt stakt rafeindapar; þríhyrndur pýramíði

• kolefni (CH₂)—fjögur tengi, engin stök rafeindapör; fjórflötungslaga

• kolefni (CO₂)—þrjú tengi (tvítengi telst sem eitt tengi), engin stök rafeindapör; þríhyrnd flöt

• súrefni (OH)—tvö tengi, tvö stök rafeindapör; bogið (109°)

Prófaðu þig

Önnur amínósýra er alanín, sem hefur Lewisbygginguna sem sýnd er hér. Spáðu fyrir um rafeindapararúmfræði og staðbundna byggingu köfnunarefnisfrumeindarinnar, kolefnisfrumeindanna þriggja og súrefnisfrumeindarinnar sem vetni er tengt við:

Skautun sameinda og tvískautsvægi

Eins og áður hefur verið rætt tengja skautuð samgild tengi saman tvær frumeindir með mismunandi rafneikvæðni. Þetta skilur aðra frumeindina eftir með hluthleðslu í plús (δ+) og hina með hluthleðslu í mínus (δ−), þar sem rafeindirnar dragast að rafneikvæðari frumeindinni. Þessi hleðsluaðskilnaður skapar tvískautsvægi tengis. Stærð tvískautsvægis tengis er táknuð með gríska stafnum mú (µ) og er gefin með formúlunni sem sýnd er hér, þar sem Q er stærð hluthleðslanna (ákvörðuð af mismun í rafneikvæðni) og r er fjarlægðin milli hleðslnanna:

Þetta tengjatvískautsvægi má tákna sem vigur, sem er stærð með bæði stefnu og lengd (mynd 7.26). Tvískautsvigrar eru sýndir sem örvar sem benda eftir tenginu frá minna rafneikvæðu frumeindinni til þeirrar sem er rafneikvæðari. Lítið plúsmerki er teiknað á minna rafneikvæða endann til að gefa til kynna þann enda tengisins sem hefur jákvæða hluthleðslu. Lengd örvarinnar er í réttu hlutfalli við stærð rafneikvæðnimismunarins milli frumeindanna tveggja.

Heil sameind getur einnig haft hleðsluaðskilnað, allt eftir sameindabyggingu hennar og skautun hvers tengis. Ef slíkur hleðsluaðskilnaður er til staðar kallast sameindin skautuð sameind (eða tvískaut). Annars kallast sameindin óskautuð. Tvískautsvægið mælir umfang heildarhleðsluaðskilnaðar í sameindinni í heild. Við ákvarðum tvískautsvægið með því að leggja saman tengjatvískautsvægin í þrívíðu rými og taka tillit til sameindabyggingarinnar.

Fyrir tvíatóma sameindir er aðeins eitt tengi, þannig að tvískautsvægi þess ákvarðar skautun sameindarinnar. Tvíatóma sameindir af sömu frumefnum, eins og Br₂ og N₂, hafa engan mismun í rafneikvæðni, þannig að tvískautsvægi þeirra er núll. Fyrir sameindir úr mismunandi frumefnum, eins og CO, er lítið tvískautsvægi til staðar. Fyrir HF er tvískautsvægið stærra vegna þess að mismunurinn á rafneikvæðni er meiri.

Þegar sameind inniheldur meira en eitt tengi verður að taka tillit til rúmfræðinnar. Ef tengjunum í sameind er raðað þannig að tengjatvískautsvægi þeirra eyða hvert öðru (vigursumma er jöfn núlli), þá er sameindin óskautuð. Þetta er staðan í CO₂ (mynd 7.27). Hvert tengi er skautað, en sameindin í heild er óskautuð. Út frá Lewisbyggingu og með því að nota VSEPR-kenninguna ákvarðum við að CO₂ sameindin er línuleg með skautuð $\text{C}=\text{O}$ tengi sitt hvoru megin við kolefnisfrumeindina. Tengjatvískautsvægin eyða hvert öðru vegna þess að þau vísa í gagnstæðar áttir. Í tilfelli vatnssameindarinnar (mynd 7.27) sýnir Lewisbyggingin aftur að það eru tvö tengi við miðjufrumeind, og rafneikvæðnimismunurinn sýnir aftur að hvort þessara tengja hefur tengjatvískautsvægi sem er ekki núll. Í þessu tilviki er sameindabyggingin hins vegar hornbeygð vegna stakra rafeindapara á O, og tengjatvískautsvægin tvö eyða ekki hvoru öðru. Þess vegna hefur vatn heildartvískautsvægi og er skautuð sameind (tvískaut).

OCS-sameindin hefur svipaða byggingu og CO₂, en brennisteinsfrumeind hefur komið í stað annarrar súrefnisfrumeindarinnar. Til að ákvarða hvort þessi sameind sé skautuð teiknum við sameindabygginguna. VSEPR-kenningin spáir fyrir um línulega sameind:

C–O tengið er talsvert skautað. Þó að C og S hafi mjög svipuð gildi fyrir rafneikvæðni er S aðeins meira rafneikvætt en C, og því er C–S tengið aðeins örlítið skautað. Vegna þess að súrefni er meira rafneikvætt en brennisteinn er súrefnisendi sameindarinnar neikvæði endinn.

Klórmetan, CH₃Cl, er fjórflötungssameind með þrjú örlítið skautuð C–H tengi og eitt meira skautað C–Cl tengi. Röð rafneikvæðni tengdu frumeindanna er H < C < Cl, og því vísa öll tengjatvískautsvægin í átt að Cl-enda sameindarinnar og leggjast saman í talsvert tvískautsvægi (sameindirnar eru tiltölulega skautaðar).

Í sameindum með mikla samhverfu, eins og BF₃ (þríhyrnd flöt), CH₄ (fjórflötungs-), PF₅ (þríhyrnd tvípýramída-) og SF₆ (áttflötungs-), hafa öll tengin sömu skautun (sama tengjatvískautsvægi). Þeim er raðað í rúmfræðilegt form sem skapar óskautaðar sameindir (tvískautsvægið er núll). Sameindir með minni rúmfræðilega samhverfu geta hins vegar verið skautaðar jafnvel þótt öll tengjatvískautsvægi séu eins. Í slíkum sameindum stefna jöfn tengjatvískautsvægin þannig að summa þeirra gefur tvískautsvægi sem er ekki núll, og sameindin verður skautuð. Dæmi um slíkar sameindir eru brennisteinsvetni, H₂S (ólínuleg), og ammóníak, NH₃ (þríhyrnd pýramída-).

Í stuttu máli þarf sameind að uppfylla eftirfarandi til að vera skautuð:

• Sameindin þarf að innihalda að minnsta kosti eitt skautað samgilt tengi.
• Sameindabyggingin þarf að vera þannig að vigursumma tengjatvískautsvægjanna jafnist ekki út.

Eiginleikar skautaðra sameinda

Skautaðar sameindir hafa tilhneigingu til að raða sér upp í rafsviði þannig að jákvæði endi sameindarinnar snýr að neikvæðu plötunni og neikvæði endinn að jákvæðu plötunni (mynd 7.28). Hægt er að nota rafhlaðinn hlut til að draga að skautaðar sameindir, en óskautaðar sameindir dragast ekki að honum. Einnig leysa skautuð leysiefni skautuð efni betur upp og óskautuð leysiefni leysa óskautuð efni betur upp.