Geometrie kovalentních molekul závisí na počtu a uspořádání elektronových párů ,v důsledku elektrostatického odpuzování mezi vazebným párem a osamělým párem elektronů.
Pro vysvětlení geometrie nebo tvaru kovalentních molekul , Gillespie a Nyholn předložili novou teorii, která je známá jako teorie odpuzování elektronových párů ve valenčním obalu nebo stručně řečeno teorie VSEPR.
Postuláty teorie VSEPR pro kovalentní molekuly
Existuje pět hlavních postulátů této teorie, které lze shrnout takto .
Postulát: I. Tvar kovalentní molekuly je určen odpuzováním mezi všemi elektronovými páry přítomnými ve valenčním obalu centrálního atomu .
Pokud jsou na centrálním atomu přítomny pouze vazebné elektronové páry, bude mít kovalentní molekula pravidelnou geometrii .
Pro molekuly typu AB 2 se dvěma vazebnými páry ,
je geometrie lineární .
Podobně u molekul se třemi vazebnými páry, čtyřmi vazebnými páry, pěti vazebnými páry a šesti vazebnými páry , je geometrie koncernových molekul trigonální , tetraedrická , trigonální bipyramidální a oktaedrická .
Například BCl3 ( trigonální ) , CH4 ( tetraedrický ), PCl5 ( trigonální bipyramidální ) a SF6 ( oktaedrický ) atd.
Postulát: II. Pokud je na centrálním atomu kovu přítomen jak vazebný pár ( b.p ), tak osamělý pár ( l.p ), budou mít molekuly deformovanou geometrii.
Protože osamělý pár zabírá na centrálním atomu více místa než vazebný pár a osamělý pár je přitahován jedním jádrem, zatímco vazebný pár je přitahován dvěma jádry .
Proto je odpuzování l.p-l.p větší než odpuzování l.p – b.p a odpuzování l.p – b.p je větší než odpuzování b.p -b.p .
To znamená , že l.p-l.p odpuzování > l.p – b.p odpuzování > b.p -b.p odpuzování .
Příklad , molekula amoniaku obsahuje jeden osamělý pár a tři vazebné páry elektronů. Geometrie molekuly amoniaku je deformovaná tetraedrická s hybridizací sp3 .
To znamená, že má pyramidální strukturu .vazebný úhel H -N -H je 107o28′ místo 109o28′ .
Podobně , molekula H2O obsahuje dva vazebné páry a dva osamělé páry elektronů .Proto je geometrie molekuly vody deformovaná tetraedrická nebo geometrie ve tvaru V s hybridizací sp3 .
Vazbový úhel H -O -H v molekule vody je 104o27′ místo 109o28′ .
Postulát: III .Velikost odpuzování mezi vazebnými páry závisí na rozdílu elektronegativity mezi centrálním atomem (A ) a jiným vazebným atomem ( B ).
To znamená , že vazebný úhel B – A – B se zmenšuje s růstem elektronegativity „B“ . S rostoucí elektronegativitou „B“ .
Vazbový pár se vzdaluje od centrálního atomu a odpuzování mezi vazebnými páry klesá. Vazebný úhel se tedy zmenšuje .
Příklad pořadí vazebných úhlů PI3 , PBr3 a PCl3 je PI3 > PBr3 > PCl3.
Postulát: IV. Trojná vazba zabírá více místa než dvojná vazba . Podobně , dvojná vazba zabírá více místa než jednoduchá vazba.
Takže dvojná vazba způsobuje větší odpuzování než jednoduchá vazba a trojná vazba způsobuje větší odpuzování než dvojitá vazba .
Například úhel vazby F – C – F a F – C – O difluoridu uhličitého ( COF2 ) .
Postulát: V. Smrštění vazebného úhlu neúplné valenční slupky je větší než úplné valenční slupky v důsledku odpuzování l.p – l.p nebo l.p – b.p.
Příklad u amoniaku je vazebný úhel H -N -H 107o28′ místo 109o28′ . Ale v případě fosfinu , vazebný úhel H – P -H nabývá hodnoty 94o místo 109o28′.
Omezení teorie VSEPR.
Stejně jako ostatní teorie má i teorie VSEPR některé nevýhody . Hlavní dvě omezení teorie VSEPR jsou popsána níže.
( I ). Teorie VSEPR nedokáže vysvětlit izoelektronické druhy. Izoelektronické druhy jsou prvky, ionty a molekuly, které mají stejný počet elektronů.
Podle teorie VSEPR závisí tvar molekuly na počtu vazebných párů a osamělých elektronů centrálního atomu.
Ale izoelektronické druhy se mohou lišit geometrií , přestože mají stejný počet valenčních elektronů.
( II ). Teorie VSEPR nevysvětluje geometrii sloučenin přechodných kovů. Tato teorie také nedokáže odhadnout strukturu některých sloučenin.
Důvodem je to, že nebere v úvahu přidružené velikosti substituentů a neaktivních osamělých párů.
Shrnutí :
Teorie VSEPR a tvar kovalentních molekul
Teorie VSEPR postuluje pro kovalentní molekuly
Omezení teorie VSEPR.
Teorie VSEPR je v podstatě neúčinná.
