Geometria moleculelor covalente depinde de numărul și dispunerea perechilor de electroni ,datorită repulsiei electrostatice dintre perechea de legături și perechea de electroni solitari.
Pentru a explica geometria sau forma moleculelor covalente , Gillespie și Nyholn au propus o nouă teorie care este cunoscută sub numele de teoria repulsiei perechilor de electroni din învelișul de valență sau, pe scurt, teoria VSEPR.
Postulatele teoriei VSEPR pentru moleculele covalente
Există cinci postulate principale ale acestei teorii, care pot fi rezumate după cum urmează .
Postulatul: I. Forma unei molecule covalente este determinată de repulsia dintre toate perechile de electroni prezente în învelișul de valență al atomului central .
Dacă pe atomul central sunt prezente numai perechi de electroni de legătură, molecula covalentă va avea o geometrie regulată .
Astfel, pentru molecula de tip AB 2 cu două perechi de legături ,
geometria este liniară .
În mod similar, moleculele cu trei perechi de legături, patru perechi de legături, cinci perechi de legături și șase perechi de legături , geometria moleculelor în cauză este trigonală , tetraedrică , trigonală bipiramidală și respectiv octaedrică .
De exemplu, BCl3 ( trigonal ) , CH4 ( tetraedral ), PCl5 ( bipiramidă trigonală ) și SF6 ( octaedral ) etc.
Postul: II. Atunci când atât perechea de legături ( b.p ) cât și perechea singuratică ( l.p ) sunt prezente pe atomul metalic central, moleculele vor avea o geometrie distorsionată.
Pentru că, perechea singuratică ocupă mai mult spațiu pe atomul central decât o pereche de legături și perechea singuratică este atrasă de un nucleu în timp ce perechea de legături este atrasă de două nuclee .
În consecință , repulsia l.p-l.p este mai mare decât repulsia l.p – b.p și repulsia l.p – b.p este mai mare decât repulsia b.p -b.p .
Ceea ce înseamnă că , l.p-l.p repulsie > l.p – b.p repulsie > b.p -b.p repulsie .
De exemplu , molecula de amoniac conține o pereche solitară și trei perechi de electroni de legătură . Geometria moleculei de amoniac este tetraedrică distorsionată cu hibridizare sp3 .
Asta este, are structură piramidală .Unghiul de legătură H -N -H este de 107o28′ în loc de 109o28′ .
În mod similar , molecula H2O conține două perechi de legături și două perechi de electroni solitari .Prin urmare, geometria moleculei de apă este o geometrie tetraedrică distorsionată sau în formă de V cu hibridizare sp3.
Unghiul de legătură H -O -H în molecula de apă este de 104o27′ în loc de 109o28′.
Postul: III .magnitudinea repulsiei dintre perechile de legături depinde de diferența de electronegativitate dintre atomul central (A ) și celălalt atom legat ( B ).
Atunci , unghiul de legătură B – A – B scade odată cu creșterea electronegativității lui ‘B’ . Pe măsură ce crește electronegativitatea lui ‘B’ .
Pareea de legături se îndepărtează de atomul central și repulsia dintre perechile de legături scade. Deci unghiul de legătură scade .
De exemplu, ordinea unghiului de legătură al PI3 , PBr3 și PCl3 este PI3 > PBr3 > PCl3.
Postul: IV. Legătura triplă ocupă mai mult spațiu decât legătura dublă . În mod similar , legătura dublă ocupă mai mult spațiu decât legătura simplă.
Deci legătura dublă provoacă mai multă repulsie decât legătura simplă și legătura triplă provoacă mai multă repulsie decât legătura dublă .
De exemplu , unghiul de legătură F – C – F și F – C – O al difluorurii carbonice ( COF2 ) .
Postul: V. Contracția unghiului de legătură a învelișului de valență incomplet este mai mare decât a învelișului de valență complet datorită repulsiei l.p-l.p sau l.p – b.p.
De exemplu, în cazul amoniacului, unghiul de legătură H -N -H este de 107o28′ în loc de 109o28′ . Dar în cazul fosfinei , unghiul legăturii H – P -H devine 94o în loc de 109o28′.
Limitații ale teoriei VSEPR.
Ca și alte teorii, teoria VSEPR are și ea unele dezavantaje . Principalele două limitări ale teoriei VSEPR sunt discutate mai jos.
( I ). Teoria VSEPR nu reușește să explice speciile izoelectronice. Speciile izoelectronice sunt elemente, ioni și molecule care au în comun același număr de electroni.
Potrivit teoriei VSEPR, forma moleculei depinde de numărul de perechi de legături și de perechi de electroni solitari ai atomului central.
Dar, speciile izoelectronice pot diferi în geometrie , în ciuda faptului că au același număr de electroni de valență.
( II ). Teoria VSEPR nu explică geometria compușilor metalelor de tranziție. De asemenea, această teorie nu este capabilă să ghicească structura anumitor compuși.
Acest lucru se datorează faptului că nu ia în considerare mărimile asociate ale substituenților și perechilor singuratice inactive.
Rezumat :
Teoria VSEPR și forma moleculelor covalente
Teoria VSEPR postulează pentru moleculele covalente
Limitări ale teoriei VSEPR.
.
