VSEPR-Theorie und die Grundformen

Die Valenzschalen-Elektronenpaar-Abstoßung oder VSEPR-Theorie dient als Werkzeug zur Vorhersage der Molekularstruktur. Sie geht davon aus, dass die negativ geladenen Elektronengruppen, bei denen es sich um Elektronen handeln kann, die an einer Einfachbindung, Mehrfachbindungen oder freien Elektronenpaaren beteiligt sind, sich gegenseitig abstoßen und versuchen, den größtmöglichen Abstand voneinander zu halten, um die Abstoßungen zu minimieren. Stellen Sie sich eine Reihe von Ballons vor, die miteinander verbunden sind.

Jeder Ballon richtet sich so weit wie möglich vom anderen aus. Die Molekülgeometrie wird durch die Anordnung verschiedener Elektronengruppen um das Zentralatom herum bestimmt. Berylliumfluorid hat zwei Elektronengruppen um das Zentralatom herum.

Gemäß VSEPR wird die minimale Abstoßung zwischen diesen Elektronengruppen durch eine maximale Trennung erreicht. Der Bindungswinkel beträgt also hundertachtzig Grad, und die Molekülform ist linear. Bortrifluorid hat drei Elektronengruppen um das zentrale Boratom.

Die Abstoßung zwischen diesen Gruppen kann durch die Annahme eines Bindungswinkels von einhundertzwanzig Grad minimiert werden. Die VSEPR-Theorie sagt voraus, dass das Molekül eine trigonal–plantare Geometrie aufweist. Im Fall von Methan gibt es vier Elektronengruppen, die das zentrale Kohlenstoffatom umgeben.

Sie sind am weitesten entfernt, wenn der Bindungswinkel 109, 5 Grad beträgt und das Molekül eine dreidimensionale Tetraeder-Geometrie annimmt. Wenn fünf Ballons aneinander gebunden sind, wird die maximale Trennung erreicht, wenn sich die drei Ballons in einer Ebene befinden und die restlichen zwei auf beiden Seiten der Ebene platziert werden. Phosphorpentachlorid hat fünf Elektronengruppen um das Zentralatom herum.

Die drei äquatorialen Chloratome sind durch den Bindungswinkel von 120 Grad getrennt und nehmen eine trigonal-planare Anordnung an. Jeweils ein Chloratom befindet sich oberhalb und unterhalb der Ebene. Der Winkel zwischen dem äquatorialen und dem axialen Chlor beträgt 90 Grad.

Das Molekül weist eine trigonal-bipyramidale Geometrie auf In Schwefelhexafluorid gibt es sechs Elektronengruppen um das Schwefelatom herum. Die vier Gruppen nehmen eine einzige Ebene ein. Die beiden anderen Gruppen liegen auf beiden Seiten dieser Ebene.

Die Geometrie des Moleküls ist oktaedrisch. Alle Bindungen sind äquivalent und die Bindungswinkel betragen 90 Grad. Diese Beispiele zeigen, dass zwei bis sechs bindende Elektronengruppen um das Zentralatom herum zu fünf molekularen Grundformen führen linear, trigonal-planar, tetraedrisch, trigonal-bipyramidal und oktaedrisch