共有結合分子の形状は、結合ペアと孤立電子の間の静電反発によって、電子ペアの数と配置に依存します。
共有分子の形状を説明するために、GillespieとNyholnは価電子対反発理論、つまり簡単に言えばVSEPR理論として知られている新しい理論を提唱したのである。
VSEPR theory postulates for covalent molecules
There are five main postulates of this theory, which may summarized as follows.
Postulate.VSEPR theory postulates: I. 共有分子の形は、中心原子の価電子帯に存在するすべての電子対の反発によって決まる。
中心原子に結合電子対だけが存在する場合、共有分子は規則正しい形状を持つ。
したがって結合対が2つのAB2タイプの分子では、形状は直線である。
同様に、3結合、4結合、5結合、6結合の分子はそれぞれ三角形、四面形、三角両錐、八面体の形状を持つことが知られています。
例えば、BCl3 ( 三角錐 )、CH4 ( 四角錐 )、PCl5 ( 三角錐 )、 SF6 ( 八角錐 )などです。 II. 結合対(b.p)と孤立対(l.p)の両方が中心金属原子に存在する場合、分子は歪んだ形状を持つ。
なぜなら、孤立対は結合対よりも中心原子上でより多くの空間を占め、結合対が2つの原子核に引き寄せられるのに対して孤立対は1つの原子核によって引き付けられるからである .
したがって、l.p-l.p反発はl.p-b.p反発より大きく、l.p-b.p反発はb.p-b.p反発より大きいことがわかります。p-l.p repulsion > l.p – b.p repulsion > b.p -b.p repulsion .
例えば、アンモニア分子は1つのローンペアと3つのボンドペアの電子を含んでいます。 アンモニア分子の形状はsp3混成の歪んだ四面体で、ピラミッド型の構造をしています。 H -N -H結合角は109o28’ではなく、107o28’です。
同様に、H2O分子には2つの結合ペアと2つの孤立電子があります。
水分子のH -O -H結合角は109o28’ではなく、104o27’である。 III.結合対間の反発の大きさは中心原子(A)と他の結合原子(B)の電気陰性度の差に依存する。
すなわち、B – A – B結合角はBの電気陰性度が高くなると減少する。 Bの電気陰性度が高くなると、結合ペアは中心原子から離れ、結合ペア間の反発が減少します。 例えば、PI3、PBr3、PCl3の結合角はPI3 > PBr3 > PCl3.9021>