La geometría de las moléculas covalentes depende del número y disposición de los pares de electrones ,debido a la repulsión electrostática entre el par de enlace y el par solitario de electrones.
Para explicar la geometría o la forma de las moléculas covalentes, Gillespie y Nyholn propusieron una nueva teoría que se conoce como teoría de la repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia o, en pocas palabras, teoría VSEPR.
Postulados de la teoría VSEPR para las moléculas covalentes
Hay cinco postulados principales de esta teoría, que pueden resumirse como sigue.
Postulado: I. La forma de una molécula covalente está determinada por la repulsión entre todos los pares de electrones presentes en la capa de valencia del átomo central .
Si sólo hay pares de electrones de enlace en el átomo central, la molécula covalente tendrá una geometría regular .
Así, para moléculas del tipo AB 2 con dos pares de enlace ,
la geometría es lineal .
De forma similar, las moléculas con tres pares de enlaces, cuatro pares de enlaces, cinco pares de enlaces y seis pares de enlaces, la geometría de las moléculas en cuestión es trigonal , tetraédrica , trigonal bipiramidal y octaédrica respectivamente .
Por ejemplo, BCl3 ( trigonal ) , CH4 ( tetraédrica ), PCl5 ( bipirámide trigonal ) y SF6 ( octaédrica ) etc.
Postulado: II. Cuando tanto el par de enlace( b.p ) como el par solitario ( l.p ) están presentes en el átomo metálico central, las moléculas tendrán una geometría distorsionada.
Porque, el par solitario ocupa más espacio en el átomo central que un par de enlace y el par solitario es atraído por un núcleo mientras que el par de enlace es atraído por dos núcleos .
Por lo tanto , la repulsión l.p-l.p es mayor que la repulsión l.p – b.p y la repulsión l.p – b.p es mayor que la repulsión b.p -b.p .
Es decir , l.p-l.p repulsión > l.p – b.p repulsión > b.p -b.p repulsión .
Por ejemplo , la molécula de amoníaco contiene un par solitario y tres pares de electrones de enlace . La geometría de la molécula de amoníaco es tetraédrica distorsionada con hibridación sp3 .
Es decir, tiene estructura piramidal .El ángulo de enlace H -N -H es 107o28′ en lugar de 109o28′ .
De forma similar, la molécula de H2O contiene dos pares de enlaces y dos pares de electrones solitarios.Por lo tanto, la geometría de la molécula de agua es tetraédrica distorsionada o en forma de V con hibridación sp3.
El ángulo de enlace H -O -H en la molécula de agua es de 104o27′ en lugar de 109o28′.
Postulado: La magnitud de la repulsión entre los pares de enlaces depende de la diferencia de electronegatividad entre el átomo central (A) y el otro átomo enlazado ( B).
Es decir, el ángulo de enlace B – A – B disminuye con el aumento de la electronegatividad de ‘B’ . A medida que la electronegatividad de ‘B’ aumenta.
El par de enlace se aleja del átomo central y la repulsión entre el par de enlace disminuye. Así que el ángulo de enlace disminuye .
Por ejemplo, el orden del ángulo de enlace de PI3 , PBr3 y PCl3 es PI3 > PBr3 > PCl3.
Postulado: IV. El triple enlace ocupa más espacio que el doble enlace. Del mismo modo , el doble enlace toma más espacio que el enlace simple.
Así que el doble enlace causa más repulsión que el enlace simple y el triple enlace causa más repulsión que el enlace doble.
Por ejemplo , el ángulo de enlace F – C – F y F – C – O del difluoruro carbónico ( COF2 ).
Postulado: V. La contracción del ángulo de enlace de la cáscara de valencia incompleta es mayor que la cáscara de valencia completa debido a la repulsión l.p-l.p o l.p – b.p.
Por ejemplo, en el caso del amoníaco el ángulo de enlace H -N -H es de 107o28′ en lugar de 109o28′ . Pero en el caso de la fosfina, el ángulo de enlace H – P -H se convierte en 94o en lugar de 109o28′.
Limitaciones de la teoría VSEPR.
Al igual que otras teorías, la teoría VSEPR también tiene algunos inconvenientes. Las dos principales limitaciones de la teoría VSEPR se discuten a continuación.
( I ). La teoría VSEPR no explica las especies isoelectrónicas. Las especies isoelectrónicas son elementos, iones y moléculas que comparten el mismo número de electrones.
Según la teoría VSEPR, la forma de la molécula depende del número de pares de enlace y del par solitario de electrones del átomo central.
Pero, las especies isoelectrónicas pueden diferir en su geometría , a pesar de tener el mismo número de electrones de valencia.
( II ). La teoría VSEPR no explica la geometría de los compuestos de metales de transición. Esta teoría tampoco es capaz de adivinar la estructura de ciertos compuestos.
Esto se debe a que no tiene en cuenta los tamaños asociados de los sustituyentes y los pares solitarios inactivos.
Resumen :
Teoría VSEPR y forma de las moléculas covalentes
La teoría VSEPR postula para las moléculas covalentes
Limitaciones de la teoría VSEPR.
