Vad är VSEPR-teorin?
VSEPR står för valence shell electron pair repulsion, repulsion mellan elektronpar i valensskalet. Domänerna runt en centralatom repellerar varandra och sprider sig så långt isär som möjligt. En bindning eller ett fritt elektronpar är en domän. En dubbel- eller trippelbindning är också en domän, eftersom dess elektroner pekar i samma riktning.
Blanda inte ihop de här två begreppen:
- Elektrongeometri: hur alla domäner är ordnade, inklusive fria elektronpar.
- Molekylform: hur bara atomerna är ordnade, utan fria elektronpar.
Tabell över elektrongeometri och molekylform
Varje rad är ett totalt antal domäner, och varje kolumn är ett antal fria elektronpar. Antalet bindningar är skillnaden mellan de två.
| Elektrongeometri | 0 fria elektronpar | 1 fritt elektronpar | 2 fria elektronpar | 3 fria elektronpar |
|---|---|---|---|---|
| Linjär (2 domäner) | Linjär, 180°, CO2 | — | — | — |
| Trigonal plan (3) | Trigonal plan, 120°, BF3 | Vinklad, ≈120°, SO2 | — | — |
| Tetraedrisk (4) | Tetraedrisk, 109.5°, CH4 | Trigonal pyramid, 107°, NH3 | Vinklad, 104.5°, H2O | — |
| Trigonal bipyramid (5) | Trigonal bipyramid, 90°/120°, PCl5 | Gungbräda, ≈90°/120°, SF4 | T-formad, 90°, ClF3 | Linjär, 180°, XeF2 |
| Oktaedrisk (6) | Oktaedrisk, 90°, SF6 | Kvadratisk pyramid, 90°, BrF5 | Kvadratisk plan, 90°, XeF4 | — |
En molekyl med 1 bindning har 2 atomer, så den är alltid linjär.
Från starkast till svagast är repulsionerna: fritt par med fritt par, fritt par med bindning och bindning med bindning. Därför trycker fria elektronpar ihop bindningarna och gör vinklarna mindre. I en trigonal bipyramid hamnar ett fritt elektronpar i det trigonala planet. I en oktaeder sitter 2 fria elektronpar mitt emot varandra.
Hur räknar du fria elektronpar?
- Ta reda på centralatomens antal valenselektroner.
- Dra ifrån de elektroner som går till bindningar: 1 för en enkelbindning, 2 för en dubbelbindning, 3 för en trippelbindning.
- Dividera de återstående elektronerna med 2 för att få antalet fria elektronpar.
Till exempel har svavel i SF4 6 valenselektroner. Av dessa går 4 till bindningar, vilket lämnar 2 elektroner, alltså 1 fritt elektronpar. Med 4 bindningar och 1 fritt elektronpar har molekylen formen av en gungbräda.
Prova VSEPR-former i appen Nalukh chem
Ändra bindningar, fria elektronpar och bindningsordning och kontrollera elektrongeometri, form och vinkel. Den här simulatorn ingår när du har full tillgång. Det är gratis att ladda ner, och 2 kapitel och 5 simulatorer är öppna utan registrering.
Hur använder du simulatorn?
- Simulatorn öppnas med en molekyl som har 4 bindningar och inga fria elektronpar. Den lila kulan A är centralatomen.
- På den nedre panelen använder du knapparna − och + i raderna Bindning och Fritt elektronpar för att lägga till eller ta bort domäner. Summan kan inte gå över 6.
- Läs av molekylform, elektrongeometri och bindningsvinkel på kortet uppe till vänster.
- Knapparna Enkel, Dubbel och Trippel ritar alla bindningar med den bindningsordningen.
- Knappen Visa vinklar ritar en båge mellan de två första bindningarna och skriver ut vinkelns värde.
- Den gula knappen i det övre högra hörnet går tillbaka till startläget.
Uppgifter att prova i simulatorn
- Behåll totalt 4 domäner och ställ in de fria elektronparen på 0, 1 och 2. Vad ändras inte? Svar: Elektrongeometrin förblir tetraedrisk, och formen går från tetraedrisk till trigonal pyramid till vinklad.
- Ställ in 3 bindningar och 1 fritt elektronpar och tryck sedan på Dubbel och Trippel. Ändras formen? Svar: Nej, den förblir en trigonal pyramid.
- Förutsäg formen hos XeF4 och kontrollera den. Xenon har 8 valenselektroner. Svar: 4 bindningar, 2 fria elektronpar, kvadratisk plan.
Vanliga misstag
- Att skriva elektrongeometrin som form. Elektrongeometrin hos NH3 är tetraedrisk, men formen är en trigonal pyramid.
- Att räkna en dubbelbindning som 2 domäner. CO2 har 2 dubbelbindningar och 2 domäner.
- Att räkna fria elektronpar på de yttre atomerna. Bara fria elektronpar på centralatomen påverkar formen.
Om det här är första gången kan du börja med grunderna i molekylers former.
