Chemia Liceum Gimnazjum Testy Matura

Powrót

(R) VSEPR - wyznaczanie hybrydyzacji i kształtu cząsteczek.
 

VSEPR (ang. vallence shell electron pair repulsion - tłum.: odpychanie się par elektronowych powłok walencyjnych) - metoda określania kształtu przestrzennego cząsteczek.
Atom centralny - atom dla którego wyznacza się rodzaj hybrydyzacji, otoczony jest innymi atomami lub grupami atomów.
Ligandy - atomy, lub grupy atomów połączone z atomem centralnym.
Wolne pary elektronowe - pary elektronowe nie biorące udziału w wiązaniach chemicznych.
Liczba koordynacyjna - liczba ligandów połączonych z atomem centralnym.
Liczba przestrzenna Lp - suma liczby wiązań z ligandami i wolnych par elektronowych dookoła atomu centralnego. Jest równa liczbie orbitali zhybrydyzowanych LH. 

Wzór na liczbę orbitali zhybrydyzowanych: 

Lp=LH = Lσ + Lwp      gdzie:
LH - liczba hybryd (orbitali zhybrydyzowanych)
Lσ - liczba wiązań sigma (par elektronowych tworzących wiązanie)
Lwp - liczba wolnych par elektronowych atomu centralnego

Można wykorzystywać też inne wzory, jednak liczbę przestrzenną (liczbę hybryd) można odczytać z samego kształtu cząsteczki, bez stosowania wzorów.

liczba hybryd LH hybrydyzacja kształt figury geometrycznej
2 sp liniowy
3 sp2 trójkątny
4 sp3 tetraedryczny

Uwaga: cząsteczka nie zawsze ma kształt taki sam jak orbital. 

 

Wiązania chemiczne oraz wolne pary elektronowe to obszarami o dużej gęstości elektronów. Niewiążące pary elektronowe oraz elektrony wiązań chemicznych zajmują takie położenie wokół atomu centralnego, aby siły ich wzajemnego odpychania się były możliwie jak najmniejsze.
Przy czym:
1. Niewiążące pary elektronowe odpychają się najsilniej.
2. Niewiążące pary elektronowe i elektrony wiązań odpychają się słabiej.
3. Pary elektronowe wiązań chemicznych odpychają się najsłabiej.

Rodzaj hybrydyzacji i kształty cząsteczek   ***

typ hybrydyzacji kształt hybrydyzacji kształt cząsteczek
sp hybrydyzacja sp kształt cząsteczek hybrydyzacja cząsteczka liniowa
diagonalny liniowy
sp2  hybrydyzacja sp2 cząsteczka trójkątna hybrydyzacja sp2 czasteczka kątowa, hybrydyzacja sp2
trygonalny trójkątny kątowy
(wolna para elektronowa odpycha pary elektronowe wiązań)
sp3 hybrydyzacja sp3 cząsteczka kształt tetraedr hybrydyzacja sp3 piramida trygonalna cząsteczka hybrydyzacja sp3 cząsteczka kątowa hybrydyzacja sp3
tetraedryczny tetraedryczny piramida trygonalna
(wolna para elektronowa odpycha pary elektronowe wiązań)
kątowy
(wolne pary elektronowe odpychają pary elektronowe wiązań)




Przykłady wyznaczania typu hybrydyzacji i kształtu cząsteczki

Cząsteczka H2O

VSEPR cząsteczka wody wzór Lewisa

Liczba wiązań sigma Lσ = 2.

Liczba wolnych par elektronowych  Lwp=2.

LH = 2 + 2 = 4     ⇒  hybrydyzacja sp3

Kształt orbitali: tetraedr.

Vsepr cząsteczka wody wzór Lewisa

W narożach tetraedru rozmieszczone są: 2 atomy wodoru, 2 wolne pary elektronowe. Cząsteczka ma kształt kątowy.

Oddziaływanie z niewiążącą parą elektronową jest silniejsze,

Kąty pomiędzy wiązaniami sąsiadującymi z wolną parą elektronową (H-O) ulegają zmniejszeniu ponieważ niewiążąca para elektronowa powoduje odpychanie wiążących par elektronowych.

 

Cząsteczka CO2

O=C=O

Liczba wiązań sigma Lσ = 2.

Liczba wolnych par elektronowych Lwp=0.

LH = 2 + 0 = 2      ⇒ hybrydyzacja sp

Kształt orbitali: liniowy

Kształt cząsteczki: liniowy

O=C=O

 

Jon NO3

 VSEPR jon NO3- wzór strukturalny

Liczba wiązań sigma  Lσ = 3.

Liczba wolnych par elektronowych Lwp=0.

LH = 3 + 0 = 3     ⇒ hybrydyzacja sp2

Kształt orbitali: trójkątny

Kształt cząsteczki: trójkąt 

 

Cząsteczka NH3

amoniak NH3 wzór Lewisa

Liczba wiązań sigma  Lσ = 3.
Liczba wolnych par elektronowych: Lwp=0.
LH = 3 + 1 = 4     ⇒ hybrydyzacja sp3

Kształt orbitalu: tetraedr
Kształt cząsteczki: piramida trygonalna

W narożach tetraedru rozmieszczone są: 3 atomy wodoru, 1 wolna para elektronowa. Cząsteczka ma kształt piramidy trygonalnej. Wolna para elektronowa powoduje odpychanie wiążacych par elektronowych (N−H) i dlatego kąt w tych wiązaniach ulega zmniejszeniu do 107o (w tetraedrze  - 109,5o).

VSEPR NH3 Wzór Lewisa
 


Od reguł są wyjątki

 

Przykład: cząsteczka NO2.

Cząsteczka NO2

Liczba wiązań sigma  Lσ = 2.

Liczba wolnych par elektronowych: Lwp=0,5 (1 niesparowany elektron, który zajmuje orbital)

LH = 2 + 0,5 = 2,5 zaokrąglamy do 3     ⇒ hybrydyzacja sp2

VSEPR cząsteczka NO2

Kształt orbitalu: trójkątny

W narożach trójkąta rozmieszczone są: 2 atomy tlenu, 1 wolny elektron.

Cząsteczka ma kształt kątowy.

 

Przekaż darowiznę
Załóż konto | Zaloguj się

Copyright 2011-2019Chem24.pl Ta strona internetowa wykorzystuje pliki cookies. Możesz określić metody zapisywania oraz dostępu do cookies w swojej przeglądarce internetowej lub w konfiguracji usługi.