dans le post d’aujourd’hui, nous allons discuter de la théorie VSEPR qui nous aide à comprendre la géométrie des molécules. Tout d’abord, qu’est-VSEPR stand for? C’est la théorie de la répulsion des paires D’électrons de la coquille de Valence. Remarquez le mot en surbrillance ‘Répulsion’.

c’est le mot-clé et tout ce dont vous avez besoin pour saisir ce concept est de garder à l’esprit l’idée que les atomes veulent rester aussi éloignés les uns des autres que possible en raison de la répulsion entre les électrons sur eux.

utilisons ces exemples de modèle pour illustrer comment cela fonctionne., La sphère rouge représente l’atome central et les bleus y sont connectés:

en gardant à l’esprit que les atomes bleus se repoussent, proposez-leur une géométrie optimale. Une orientation qui met le plus loin possible avec le même angle entre tous.,

dans ce cas, les mettre en travers à 180o permet d’obtenir la géométrie optimale:

quand il y a trois atomes autour de l’unité centrale, l’angle optimal est de 120o:

il y a quatre atomes connectés au centre?

Si vous n’avez jamais entendu parler de la géométrie tétraédrique et que vous pensiez que c’était 90o, c’est très bien, nous l’avons tous fait lors de la première introduction à ce sujet., Cependant, la géométrie tétraédrique est un meilleur alignement puisque l’angle entre les groupes est de 109,5 o:

chacune de ces géométries dont nous avons discuté a un nom:

Il peut y avoir plus de quatre atomes, cependant, ce cas pour le carbone, et c’est pourquoi nous n’y arriverons pas puisque ce poste est orienté vers la chimie organique.

maintenant, passons à une terminologie. Dans la démonstration du modèle ci-dessus, nous avons dit que les sphères bleues représentent des atomes., Cependant, dans les molécules réelles, ils peuvent être des atomes ou des paires isolées d’électrons. Par exemple, dans la structure de Lewis de l’eau, nous pouvons voir qu’elle a deux atomes et deux paires d’électrons solitaires.

Cela suppose que vous connaissez déjà les structures de Lewis, donc si vous ne cochez pas cette article.,

Au total, il y a quatre unités autour de l’oxygène dans l’eau:

La somme du nombre d’atomes et solitaire paires est appelé Stérique Nombre (SN):

Vous pourriez avoir une formule différente pour les stérique nombre qui inclut le nombre d’obligations. Cependant, si vous utilisez cette formule, vous n’avez pas à vous soucier des types de liens. Qu’il s’agisse d’une liaison simple, double ou triple, il s’agit d’atomes + paires solitaires pour tout type de liaison.,

notez que les deux dernières molécules ont le même nombre stérique (4) mais un nombre différent d’atomes et de paires isolées. C’est pourquoi nous devons identifier les géométries électronique et moléculaire.

pour la géométrie électronique, nous traitons les atomes et les électrons de manière égale. Les deux dernières molécules dans les exemples ci-dessus (CH4 et NH3) sont toutes deux tétraédriques.,

SN (C) = 4 atomes + 0 lone paires = 4

SN (N) = 3 atomes de + 1 lone paire = 4

Cela correspond à une tétraédrique d’électrons de la géométrie:

Cependant, leurs géométries moléculaires sont différents. Pour le méthane (CH4), il est tétraédrique et pour l’ammoniac (NH3), il est trigonal pyramidale., La paire solitaire sur l’azote est importante et si elle n’était pas là, nous aurions une molécule hypothétique avec une géométrie plane/plane:

pourquoi ignorons-nous la paire solitaire pour nommer la géométrie moléculaire? Une façon de voir les choses est le fait que les électrons sont infiniment plus petits et plus légers que les noyaux et que lorsque nous regardons les microscopes modernes, nous ne les voyons pas.,

utilisez ce tableau pour déterminer la géométrie électronique et moléculaire, pour toutes les combinaisons d’atomes et de paires isolées:

Voici une procédure pas à pas des exemples présentés dans le tableau suivant ces étapes:

1. Dessinez la structure de Lewis pour la molécule.

2. Compter le nombre d’atomes et les paires d’électrons sur l’atome central (stérique nombre)

3. Disposez-les de manière à minimiser la répulsion (aussi loin que possible).

4., Déterminer le nom de l’électron et de la géométrie moléculaire.

A) BeCl2

1) Voici la structure de Lewis:

2) S. N. (Être) = 2 atomes + 0 lone paires = 2. Cela tombe dans la première catégorie du tableau et c’est un type AX2.

3) Mettre les chlorines à 180o

4) c’est liner pour la géométrie électronique et moléculaire puisque le Be n’a pas de paires solitaires.

B) BH3

1) Voici la structure de Lewis:

2) Le stérique nombre de Bore est S. N., (B) = 3 atomes + 0 paires isolées = 3. Cela tombe dans la deuxième catégorie et le type AX3.

3) Les borons doit être à 120º pour minimiser la répulsion:

4) le Présent arrangement est appelé un trigonale plane. Tous les atomes sont sur le même plan.

C) CH2NH

1) Structure de Lewis:

2) S. N (N) = 2 atomes + 1 paire solitaire = 3. Cela tombe dans la deuxième catégorie et le type AX2E.,

3) les atomes et les électrons autour de l’azote sont à environ 120o

4) et cela s’appelle une géométrie courbée car la molécule semble courbée si nous ignorons les paires solitaires:

Une chose à souligner ici est le fait que les paires solitaires ont une répulsion Par conséquent, les angles attendus ne sont pas toujours en accord à 100% avec ce qu’ils sont réellement:

Nous y arriverons en discutant à nouveau du H2O et du NH3.

D) CH4

1) structure de Lewis:

2) N. S., (C) = 4 atomes + 0 paires isolées = 4. C’est un type AX4.

3) Les atomes sont à 109.5 o

4) Et est tétraédrique de l’électron et de la géométrie moléculaire.

E) NH3

1) Structure de Lewis:

2) S. N. (N) = 3 atomes + 1 paire Solitaire = 4 et c’est un type AX3E dans le tableau.

3) les atomes de la paire isolée devraient être à 109.,5o, cependant, parce que la révulsion de la paire Solitaire est plus forte, l’angle entre les hydrogènes est d’environ 107o:

4) c’est ce qu’on appelle une géométrie pyramidale trigonale.

F) H2O

1) Structure de Lewis:

2) S. N. (O) = 2 atomes + 2 paires isolées = 4. C’est sous le type AX2E2 dans la table.

3) les atomes de la paire Solitaire devraient être à 109,5 o, cependant, comme la révulsion de la paire Solitaire est plus forte, l’angle entre les hydrogènes est d’environ 104.,5o:

4) de Ce qu’on appelle un penchant de la géométrie.

notez que les angles dans l’eau et la molécule C (CH2NH) sont différents même s’ils sont tous deux pliés. Et la raison en est que, rappelez-vous, l’angle est défini en fonction de la géométrie des électrons. En fonction de cela, l’angle peut varier.

VSEPR et géométrie des molécules organiques

pour les molécules plus petites, nous avons un atome central sur la base duquel nous déterminons la géométrie moléculaire. Cependant, lorsque vous travaillez avec des molécules organiques plus grandes, il peut ne pas être exact de dire que cette molécule est tétraédrique ou trigonale plane, etc.,

Par exemple, il n’y a pas d’atome central dans cette molécule:

Et la géométrie est déterminé pour chaque atome d’intérêt. Faisons-le pour les atomes numérotés:

L’oxygène 1 est connecté à un atome et a deux paires isolées le rendant à SN = 3. Sa géométrie électronique est planaire trigonale, mais elle a une géométrie moléculaire linéaire.

Le carbone 2 a trois atomes et aucune paire isolée, ce qui est le nombre stérique 3., Par conséquent, ses géométries électroniques et moléculaires sont planes trigonales:

L’oxygène 3 est connecté à deux atomes et a deux paires solitaires et tout comme dans l’eau, S. N. (O) = 2 atomes + 2 paires solitaires = 4. Par conséquent, il a une géométrie électronique tétraédrique et une géométrie moléculaire courbée: