VSEPR diagram | Valenciahéj elektronpár taszítás elmélet
Mi a VSEPR elmélet?
A valenciahéj elektronpár-taszítás (VSEPR) elmélet egy olyan modell, amelyet a molekulák vagy ionok atomjai közötti valenciahéj elektronkötés-párok száma alapján a molekulák 3D-s geometriájának előrejelzésére használnak. Ez a modell feltételezi, hogy az elektronpárok úgy rendeződnek el, hogy minimalizálják az egymástól való taszító hatásokat. Más szóval az elektronpárok a lehető legtávolabb helyezkednek el egymástól.
VSEPR alakzatok
A VSEPR modell hasznos a molekulaszerkezetek előrejelzésére és vizualizálására. A struktúrák a következők: lineáris, trigonális sík, szögletes, tetraéderes, trigonális piramis, trigonális bipiramis, diszfenoid (hintaszerű), t-alakú, oktaéderes, négyzetpiramis, négyzetsík és pentagonális bipiramis.
A VSEPR struktúrák a háromdimenziós geometriai alakzatok nevét veszik fel, mint a példában a trigonális bipiramis. A VSEPR-modell szerint egy trigonális bipiramis molekula, mint például a foszfor-pentaklorid vagy PCl5, egy központi foszforatommal és öt valenciahéj elektronpárral, úgy néz ki, mint két (bi) összekapcsolt háromszög-alappiramis, ahol minden atom egy-egy háromszögletű oldal csúcsa vagy sarka.
VSEPR táblázat letöltések |
|---|
Ezek a források ingyenesen állnak rendelkezésre. Örülnénk, ha elég hasznosnak találná őket ahhoz, hogy egy könyvjelzőt vagy közösségi média megosztást indokoljon. Vagy hivatkozzon rájuk a weboldaláról. Csak ne felejtsen el feltüntetni minket.
A VSEPR-táblázat használata az alak és a kötésszög meghatározásához
A VSEPR-táblázat használatához először határozzuk meg a koordinációs számot vagy az elektronpárok számát.
- Számoljuk meg a központi atom valenciaelektronjait.
- Adjunk hozzá egy elektront minden kötőatomhoz.
- Vonj le egy elektront, ha a központi atom pozitív töltésű; és adj hozzá egy elektront a negatív töltésű központi atomhoz.
- Hasznosítsd a számlálásodat, hogy megkapd az összes elektronpárt.
Végül keressük meg a molekulát a táblázatban a koordinációs szám és az atomok száma alapján.
Alternatívaként megszámolhatjuk a magányos elektronpárokat is, amelyek szintén fel vannak tüntetve a táblázatban.
Példa: Ha már tudod, hogy a PCl5 öt elektronpárral rendelkezik, a VSEPR-táblázaton trigonális bipiramis molekulageometriájú molekulaként azonosíthatod. Kötésszögei 90° és 120°, ahol az egyenlítői-egyenlítői kötések 120° távolságra vannak egymástól, az összes többi szög pedig 90°.
Még több VSEPR példa
A VSEPR ábrán látható további példák a kén-hexafluorid, SF6, amelynek hat elektronpárja oktaéderes geometriát ad 90°-os szögekkel, és a CO2, amelynek két elektronpárja van és lineáris geometriája.
Mit jelent a VSEPR?
A VSEPR egy rövidítés, amely a valenciahéj elektronpár-taszítást jelenti. A modellt Nevil Sidgwick és Herbert Powell javasolta 1940-ben. Ezt követően Ronald Gillespie és Ronald Nyholm fejlesztette tovább a modellt 1957-ben publikált elméletévé; őket tartják a VSEPR elmélet kidolgozóinak. A megközelítést 1963-tól napjainkig általában VSEPR néven emlegetik.
Melyek a VSEPR elmélet posztulátumai?
Gillespie a következőképpen foglalja össze a VSEPR elmélet szabályait:
A nem-kötési tartományok nagyobbak, mint az egykötéses tartományok; jobban eloszlanak és több helyet foglalnak el a valenciahéjban, mint az egykötéses tartományok. Ez érthető, mert a magányos párok csak egy pozitív mag hatása alatt állnak, nem pedig kettő.
A központi atom valenciahéjában az egykötéses domének mérete a ligandum elektronegativitásának növekedésével csökken.
Bár gyakran kényelmes úgy gondolni a kettős- és hármas kötésekre, mint amelyek egy σ vagy két π kötésből, illetve két vagy három hajlított egyszerű kötésből állnak, az elektronpár-tartomány modellben egyszerűbb a kettős kötést két elektronpáros tartománynak, a hármas kötést pedig három elektronpáros tartománynak tekinteni, amelyben az egyes elektronpárokat nem különböztetjük meg. Ezek a kötéstartományok az egyszerű kötéstől a kettős kötésen át a hármas kötésig növekednek.1
A VSEPR-t a kezdőknek gyakran nyolc egyszerűbb posztulátummal magyarázzák:
- A molekula alakját a jelen lévő elektronpárok száma határozhatja meg.
- Az elektronpárok hajlamosak taszítani egymást.
- Az elektronpárok úgy rendeződnek el, hogy minimalizálják a köztük lévő taszítást.
- A valencia- vagy legkülső elektronhéjat gömb alakúnak feltételezzük.
- A többszörös kötéseket egyetlen elektronpárként, a kötött elektronpárokat pedig egyetlen párként számoljuk el.
- Az egypár elektronoknak a legnagyobb a taszítása, a kötéspár elektronoknak pedig a legkisebb.
- Minden elektronpár a legkisebb taszítású pozíciókat veszi fel.
- Az elektronpárok taszító kölcsönhatása a magányos párok között a legnagyobb, a kötéspárok között a legkisebb: kötéspár - kötéspár < magányos pár - kötéspár < magányos pár - magányos pár.
Molekulageometria meghatározása
A molekulageometria a molekula alakjának meghatározására szolgáló módszer, amely a legkülső (vagy valencia) elektronhéjon lévő kötéselektron-párok között fellépő taszításon alapul. A molekulageometria tanulmányozása hasznos, ha a Lewis-szerkezetben megadott információkon túlmutató információkhoz akarunk jutni. Számos fizikai és kémiai tulajdonságot befolyásol a molekulák alakja.
A VSEPR egy molekulageometriai modell, amely segít megjósolni a molekula általános alakját, de nem ad információt a kötések hosszáról vagy típusáról. A VSEPR elmélet nem hatékony olyan molekulák esetében, ahol a központi atom egy átmeneti fém, és így nagy atomtömeggel rendelkezik, ami ellensúlyozza vagy gyengíti a kötött valenciaelektronok vonzását.
Elektrongeometria vs. molekulageometria
A VSEPR modell a molekulageometria meghatározásának egyik módja. A vegyület alakjának meghatározására egy fejlettebb módszer az elektrongeometria. Mindkét megközelítés az elektronokra vonatkozó információktól függ, de az elektrongeometria modell minden elektronnal számol. A két modell eltérő alakot jósolhat ugyanannak a molekulának.
A kettőt úgy is megkülönböztetheted, hogy az elektrongeometriára úgy tekintesz, mint az atomot körülvevő elektronok, a molekulageometriára pedig úgy, mint az atomok központi atom körüli elrendeződésére.
Molekulamodellezés VSEPR-rel
Kémiai forrásokat kínálunk kezdőknek és profiknak egyaránt. A Cochranes-orbitálisok az Unit™ molekulamodellekhez című oldalunk bemutatja a párosítatlan elektronok hatását a molekulaszerkezetre, és a miCochranes orbitals for Unit™ molekulamodellek segítségével különböző típusú molekulákat konstruálhat. A MolyMod MolyMod Molyorbital™ készleteket és a MolyMod molekulamodell készleteket is többféleképpen forgalmazzuk.
Hivatkozások
Az olvasás folytatásához jelentkezzen be vagy hozzon létre egy felhasználói fiókot.
Még nem rendelkezik fiókkal?