A kovalens molekulák geometriája az elektronpárok számától és elrendeződésétől függ ,a kötéspár és a magányos elektronpár közötti elektrosztatikus taszítás miatt.
A kovalens molekulák geometriájának vagy alakjának magyarázatára Gillespie és Nyholn egy új elméletet terjesztett elő, amelyet valenciahéj elektronpár-taszítás elméletnek vagy röviden VSEPR elméletnek neveznek.
VSEPR elmélet posztulátumai a kovalens molekulákra
Az elméletnek öt fő posztulátuma van, amelyek a következőképpen foglalhatók össze .
Posztulátum: I. A kovalens molekula alakját a központi atom valenciahéjában lévő összes elektronpár közötti taszítás határozza meg .
Ha a központi atomon csak kötő elektronpárok vannak jelen, akkor a kovalens molekula szabályos geometriájú lesz .
Egy AB 2 típusú, két kötéspárral rendelkező molekula esetében tehát ,
a geometria lineáris .
Hasonlóképpen a három kötéspárral , négy kötéspárral , öt kötéspárral és hat kötéspárral rendelkező molekulák , az érintett molekulák geometriája trigonális , tetraéderes , trigonális bipiramidális illetve oktaéderes .
Példák: BCl3 ( trigonális ) , CH4 ( tetraéderes ), PCl5 ( trigonális bipiramis ) és SF6 ( oktaéderes ) stb.
Posztulátum: II. Ha a kötéspár ( b.p ) és a magányos pár ( l.p ) is jelen van a központi fématomon, akkor a molekulák torz geometriájúak lesznek.
Mert a magányos pár több helyet foglal el a központi atomon, mint a kötéspár és a magányos párt egy atommag vonzza, míg a kötéspárt két atommag vonzza .
Ezért az l.p-l.p taszítás nagyobb, mint az l.p – b.p taszítás és az l.p – b.p taszítás nagyobb, mint a b.p -b.p taszítás .
Azaz , l .p-l.p taszítás > l.p – b.p taszítás > b.p -b.p taszítás .
Az ammónia molekula például egy magányos és három kötéses elektronpárt tartalmaz. Az ammónia molekula geometriája torzult tetraéderes, sp3 hibridizációval .
Azaz piramis szerkezetű .A H -N -H kötésszög 109o28′ helyett 107o28′ .
Hasonlóképpen , a H2O molekula két kötéspárt és két magányos elektronpárt tartalmaz .Ezért a vízmolekula geometriája torzult tetraéderes vagy V alakú geometria, sp3 hibridizációval .
A H -O -H kötésszög a vízmolekulában 104o27′ a 109o28′ helyett .
Posztulátum: III .A kötéspárok közötti taszítás nagysága függ a központi atom (A) és a másik kötött atom ( B ) közötti elektronegativitás-különbségtől.
Azaz , a B – A – B kötésszög csökken a “B” elektronegativitásának növekedésével. A “B” elektronegativitásának növekedésével .
A kötéspár eltávolodik a központi atomtól és a kötéspár közötti taszítás csökken. Így a kötésszög csökken .
A PI3 , PBr3 és PCl3 kötésszögének sorrendje például: PI3 > PBr3 > PCl3.
Posztulátum: IV. A hármas kötés több helyet foglal, mint a kettős kötés . Hasonlóképpen , a kettős kötés több helyet foglal, mint az egyszerű kötés.
A kettős kötés tehát több taszítást okoz, mint az egyszerű kötés és a hármas kötés több taszítást okoz, mint a kettős kötés.
Például , a széndifluorid ( COF2 ) F – C – F és F – C – O kötésszöge.
Posztulátum: V. A nem teljes valenciahéj kötésszög-összehúzódása nagyobb, mint a teljes valenciahéjé az l.p-l.p vagy l.p – b.p taszítás miatt.
Példa: Ammónia esetében a H -N -H kötésszög 109o28′ helyett 107o28′ . De foszfin esetében a H – P -H kötésszög 109o28′ helyett 94o lesz.
A VSEPR elmélet korlátai.
A többi elmélethez hasonlóan a VSEPR elméletnek is vannak hátrányai. A VSEPR elmélet két fő korlátját az alábbiakban tárgyaljuk .
( I ). A VSEPR elmélet nem tudja megmagyarázni az izoelektronikus fajokat. Az izoelektronikus fajok olyan elemek, ionok és molekulák, amelyeknek azonos számú elektronjuk van.
A VSEPR elmélet szerint a molekula alakja a központi atom kötéspárjának és magányos elektronpárjának számától függ.
Az izoelektronikus fajok azonban különbözhetnek geometriájukban , annak ellenére, hogy azonos számú valenciaelektronokkal rendelkeznek.
( II ). A VSEPR elmélet nem magyarázza az átmeneti fémvegyületek geometriáját. Ez az elmélet nem képes megtippelni bizonyos vegyületek szerkezetét sem.
Ez azért van, mert nem veszi figyelembe a szubsztituensek és az inaktív magányos párok kapcsolódó méreteit.
Összefoglaló :
VSEPR elmélet és a kovalens molekulák alakja
VSEPR elmélet posztulátuma a kovalens molekulákra
A VSEPR elmélet korlátai.
