Teória VSEPR

Teória VSEPR je chemická teória, ktorá umožňuje predpovedať tvar molekúl podľa počtu elektrónových párov, ktoré obklopujú centrálny atóm zlúčeniny.

VSEPR je skratka odvodená od  čo by sa do slovenčiny dalo preložiť ako (teória) odpudzovania elektrónových párov valenčnej vrstvy. Zriedkavejšie sa dá stretnúť aj s jej alternatívnym názvom Gillespieho-Nyholmova teória. Tento názov pochádza z mien jej dvoch hlavných tvorcov – Ronalda Gillespieho a Ronalda Nyholma.

Teória VSEPR hovorí o tom, že valenčné elektróny sa kvôli ich rovnakému náboju navzájom odpudzujú a preto nadobudnú tvar pri ktorom je toto vzájomné odpudzovanie čo najmenšie, čím sa teda mení aj celkový tvar molekuly.

Teória VSEPR je na rozdiel od orbitálovej hybridizácie, ktorá je založená na vlnovej funkcii, založená na pozorovateľnej hustote elektrónov a preto, aj keď obidve teórie hovoria o tvare molekúl, nie sú navzájom prepojené.

 Určenie tvaru 
VSEPR sa používa na určenie tvaru najmä jednoduchých a symetrických molekúl. 

Počet elektrónových párov sa určuje po nakreslení elektrónového štruktúrneho vzorca

 Metóda AXE 
Pri teórii VSEPR sa na určovanie tvaru molekuly často používa tzv. „metóda AXE“. Presnejšie ide o zápis AXnEm, kde A je centrálny atóm (vždy 1), X sú jeho ligandy (atómy, ktoré sa naň viažu), n vyjadruje ich počet a E sú neväzbové elektrónové páry a m vyjadruje ich počet. Súčet Xn a Em nazývame stérické číslo - napríklad molekula zapísaná ako AX4E2 by mala stérické číslo 6.

Na základe stérického čísla, počtu ligandov a počtu neväzbových elektrónových párov sa dá podľa nasledujúcich tabuliek predpokladať tvar molekuly.

<center>
{| class="wikitable"
|-
! rowspan="2" | Stérické číslo !! colspan="4" | Tvar molekuly pri: 
|-
! 0 neväzbových elektrónových párov !! 1 neväzbovom elektrónovom páre !! 2 neväzbových elektrónových pároch !! 3 neväzbových elektrónových pároch
|-
! 2  
| 128px|stred <center> Lineárny tvar (príklad CO2) || ||  || 
|-
! 3 
| 128px|stred <center> Trojuholník (príklad SO3) || 128px|stred <center> Lomený tvar (príklad SO2)||  || 
|-
! 4 
| 128px|stred <center> Štvorsten (príklad CH4) || 128px|stred <center> Trigonálna pyramída (príklad NH3)|| 128px|stred <center> Lomený (príklad H2O) || 
|-
! 5 
|128px|stred <center> Trigonálna bipyramída (príklad PCl5)|| 128px|stred <center> Deformovaný štvorsten (príklad SF4) || 128px|stred <center> Tvar T (príklad ClF3) || 128px|stred <center> Lineárny (príklad I3-)
|-
! 6 
|stred|133x133bod <center> Osemsten (príklad SF6)|| 128px|stred <center> Tetragonálna pyramída (príklad BrF5)|| 128px|stred <center> Rovinný štvorec (príklad XeF4) ||
|-
! 7 
| 128px|stred <center> Pentagonálna bipyramída (príklad IF7)|| 128px|stred <center>  Pentagonálna pyramída (príklad XeOF5-) || 128px|stred  Rovinný päťuholník (príklad XeF5-) ||
|}

 Druh molekuly podľa AXE  Tvar  Štruktúra molekuly  Príklady S neväzbovými elektrónovými pármi (žlté)  Bez neväzbových elektrónových párov AX2E0  Lineárny  100px|stred  100px|stred  BeCl2 , HgCl2, CO2 AX2E1  Lomený  100px|stred  100px|stred  NO2-, SO2, O3, CCl2 AX2E2  Lomený  100px|stred  100px|stred  H2O, OF2 AX2E3 Lineárny  100px|stred  100px|stred  XeF2, I3-, XeCl2 AX3E0  Trojuholník  100px|stred  100px|stred  BF3, CO32-, NO3-, SO3 AX3E1  Trigonálna pyramída  100px|stred 100px|stred  NH3, PCl3 AX3E2  Tvar T  100px|stred  100px|stred  ClF3, BrF3 AX4E0  Štvorsten  100px|stred  100px|stred  CH4, PO43-, SO42-, ClO4-, XeO4 AX4E1  Deformovaný štvorsten  100px|stred  100px|stred  SF4 AX4E2  Rovinný štvorec  100px|stred  100px|stred  XeF4 AX5E0  Trigonálna bipyramída  100px|stred  100px|stred  PCl5 AX5E1  Tetragonálna pyramída  100px|stred  100px|stred  ClF5, BrF5, XeOF4 AX5E2  Rovinný päťuholník  100px|stred  100px|stred  XeF5- AX6E0  Osemsten  100px|stred  100px|stred  SF6, WCl6 AX6E1  Pentagonálna pyramída  100px|stred  100px|stred  XeOF5-, IOF5- AX7E0  Pentagonálna bipyramída  100px|stred  100px|stred  IF7

 Molekuly vymykajúce sa predpokladanému tvaru 

 Niektoré AX2E0 molekuly 
Štruktúra v plynnej fáze trojatómových halogenidov kovov alkalických zemín (napríklad halogenidy vápnika, stroncia alebo bária; MX2) nemajú lineárny tvar ako sa dá podľa teórie VSEPR predpokladať, ale lomený. Podľa Ronalda Gillepsieho je to spôsobené interakciou medzi ligandmi a nevalenčnými elektrómni centrálneho atómu.

 Niektoré AX2E2 molekuly  
Príkladom iného tvaru AX2E2 molekuly je oxid lítny (Li2O), ktorý aj keď by mal mať lomený tvar má lineárny. Toto sa dá vysvetliť kvôli iónovým väzbám v molekule, kvôli ktorým sa atómy lítia navzájom silno odpudzujú. Ďalším príkladom je molekula H3Si-O-SiH3, kde je uhol medzi atómami kremíka a kyslíka 144,1 ° (pre porovnanie s ostatnými podobnými molekulami, Cl2O  - 110,9 °; CH3-O-H3C - 111,7 °). Podľa Gillepsieho je uhol medzi týmito atómami práve taký kvôli vzájomnému odpudzovaniu relatívne veľkých -SiH3 ligandov. 

 Niektoré AX6E1 molekuly 
AX6E1 molekuly ako napríklad fluorid xenónový (XeF6) a štvormocné katióny telúru a trojmocné katióny bizmutu, ako napríklad TeCl62-, TeBr62-, BiCl63-, BiBr63-, BiI63- sú namiesto tvaru pentagonálnej pyramídy, predpokladaného teóriou VSEPR, v tvare osemstenu, pretože neväzbové elektrónové páry neovplyvňujú tvar molekuly v takej miere ako predpokladá teória VSEPR.  

 Referencie 

Kategória:Molekulárna geometria
Kategória:Teórie
Kategória:Stereochémia