A geometria das moléculas covalentes depende do número e disposição dos pares de electrões, devido à repulsão electrostática entre o par de ligações e o par único de electrões.
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Para explicar a geometria ou forma das moléculas covalentes, Gillespie e Nyholn apresentaram uma nova teoria conhecida como teoria da repulsão de pares de electrões com casca de valência ou, em poucas palavras, teoria VSEPR.
Teoria VSEPR postulados para moléculas covalentes
Existem cinco postulados principais desta teoria, que podem ser resumidos da seguinte forma .
Postulado: I. A forma de uma molécula covalente é determinada pela repulsão entre todos os pares de elétrons presentes na casca da valência do átomo central .
Se apenas pares de elétrons de ligação estão presentes no átomo central, a molécula covalente terá uma geometria regular .
Assim para o tipo AB 2 de molécula com dois pares de ligação ,
a geometria é linear .
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Similiarmente, moléculas com três pares de ligação, quatro pares de ligação, cinco pares de ligação e seis pares de ligação , a geometria das moléculas de preocupação são trigonais , tetraédricas , bipirâmicas trigonais e octaédricas respectivamente .
Para exemplos, BCl3 ( trigonal ) , CH4 ( tetraédrico ), PCl5 ( bipirâmide trigonal ) e SF6 ( octaédrico ) etc.
Postulado: II. Quando ambos o par de ligação ( b.p ) e o par solitário ( l.p ) estão presentes no átomo central do metal, as moléculas terão uma geometria distorcida.
Porque, o par solitário ocupa mais espaço no átomo central do que um par de ligação e o par solitário é atraído por um núcleo enquanto o par de ligação é atraído por dois núcleos .
Hence , a repulsão l.p-l.p é maior que l.p – b.p repulsão e l.p – b.p repulsão é maior que b.p -b.p repulsão .
Isto é , l.p-l.p repulsão > l.p – b.p repulsão > b.p -b.p repulsão .
Por exemplo , a molécula de amoníaco contém um par único e três pares de electrões de ligação . A geometria da molécula de amônia é tetraédrica distorcida com hibridação sp3 .
Isto é, tem estrutura piramidal .O ângulo de ligação H -N -H é 107o28′ em vez de 109o28′ .
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Similiarmente , a molécula H2O contém dois pares de ligações e dois pares de electrões solitários .Assim, a geometria da molécula da água é tetraédrica distorcida ou em forma de V com hibridação sp3 .
O ângulo de ligação H -O -H na molécula da água é 104o27′ em vez de 109o28′ .
Postulado: III A magnitude da repulsão entre pares de ligações depende da diferença de eletronegatividade entre o átomo central (A ) e outros átomos ligados ( B ).
Ou seja, o ângulo de ligação B – A – B diminui com o aumento da eletronegatividade de ‘B’ . medida que a eletronegatividade de ‘B’ aumenta .
O par de ligação afasta-se do átomo central e a repulsão entre o par de ligação diminui. Assim, o ângulo de ligação diminui .
Por exemplo, a ordem do ângulo de ligação de PI3 , PBr3 e PCl3 é PI3 > PBr3 > PCl3.
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Postulate: IV. A ligação tripla ocupa mais espaço do que a ligação dupla . Similarmente , a ligação dupla ocupa mais espaço que a ligação simples.
Então a ligação dupla causa mais repulsão que a ligação simples e a ligação tripla causa mais repulsão que a ligação dupla .
Por exemplo , F – C – F e F – C – O ângulo de ligação do difluoreto de carbono ( COF2 ) .
Postulate: V. A contração do ângulo de ligação da casca de valência incompleta é maior que a casca de valência completa devido à repulsão l.p-l.p ou l.p – b.p.
Por exemplo , no caso de amoníaco o ângulo de ligação H -N -H é 107o28′ em vez de 109o28′ . Mas no caso da fosfina , o ângulo de ligação H – P -H torna-se 94o em vez de 109o28′.
Limitações da Teoria VSEPR.
Como outra teoria, a Teoria VSEPR também tem um certo atraso. As duas principais limitações da Teoria de VSEPR são discutidas abaixo .
( I ). A Teoria VSEPR falha em explicar as espécies isoeletrônicas. Espécies isoeletrônicas são elementos, íons e moléculas que compartilham o mesmo número de elétrons.
De acordo com a teoria VSEPR, a forma da molécula depende do número de pares de ligações e pares de elétrons do átomo central.
> Mas, espécies isoeletrônicas podem diferir em geometria, apesar do fato de terem os mesmos números de elétrons de valência.
( II ). A Teoria VSEPR não explica a geometria dos compostos metálicos de transição. Esta teoria também é incapaz de adivinhar a estrutura de certos compostos.
Por isso não leva em conta os tamanhos associados dos pares de substituição e pares isolados inativos.
Sumário :
Teoria VSEPR e forma das moléculas covalentes
Teoria VSEPR postula para moléculas covalentes
Limitações da Teoria VSEPR.
