10.3:
Vorhersage der molekularen Geometrie
The following procedure uses VSEPR theory to determine the electron pair geometries and the molecular structures:
The molecular structures are identical to the electron-pair geometries when there are no lone pairs present. For a particular number of electron pairs, the molecular structures for one or more lone pairs are determined based on modifications of the corresponding electron-pair geometry.
The following examples illustrate the use of VSEPR theory to predict the molecular structures.
Let’s see how to determine the electron-pair geometry and molecular structure of CO2 and BCl3.
We write the Lewis structure of CO2 as:
This shows us two double bonds around the carbon atom—each double bond counts as one electron group, and there are no lone pairs on the carbon atom. Using VSEPR theory, we predict that the two electron groups arrange themselves on opposite sides of the central atom with a bond angle of 180°. The electron-pair geometry and molecular structure are identical, and CO2 molecules are linear.
To predict the electron-pair geometry and molecular structure of a TeCl4 molecule, the first step is to write the Lewis structure of TeCl4. It indicates five electron groups around the Te atom: one lone pair and four bonding pairs:
We expect these five electron groups to adopt a trigonal bipyramidal electron-pair geometry. To minimize lone pair repulsions, the lone pair occupies one of the equatorial positions. The molecular structure is that of a seesaw.
This text has been adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 7.6: Molecular Structure and Polarity.
Die VSEPR-Theorie hilft bei der Bestimmung von Elektronenpaargeometrien und Molekulargeometrien. Eine Reihe von Schritten wird verwendet, um die Geometrie und die Bindungswinkel von Molekülen, wie z. B.Phosphortrichlorid, vorherzusagen.
Der erste Schritt besteht darin, die Lewis-Struktur des Moleküls zu zeichnen. Als nächstes wird die Gesamtzahl der Elektronengruppen an dem Zentralatom gezählt. Um Phosphor herum gibt es vier Elektronengruppen, drei Bindungspaare und ein freies Paar.
Bestimmen Sie nun die Elektronenpaargeometrie. Die Elektronenpaargeometrie ist tetraedrisch. Aufgrund des freien Paares ist die Molekulargeometrie jedoch trigonal pyramidenförmig.
Das freie Paar reduziert den Bindungswinkel auf weniger als 109, 5 Grad. Dasselbe Protokoll wird zur Vorhersage der Elektronenpaargeometrie und der Molekularstruktur für Kohlendioxid verwendet. Die Lewis-Struktur von Kohlendioxid zeigt die zwei Elektronengruppen um das Kohlenstoffatom herum, da jede Doppelbindung als eine Elektronengruppe zählt.
Die zwei Elektronengruppen orientieren sich an gegenüberliegenden Seiten des zentralen Kohlenstoffatoms mit einem Bindungswinkel von 180 Grad. Die Elektronenpaar-und Molekülgeometrien sind identisch, da es keine freien Paare an dem Zentralatom gibt und die Kohlendioxidmoleküle linear sind. Die Lewis-Struktur von Tellurtetrachlorid hat fünf Elektronengruppen an dem Telluratom:vier Bindungspaare und ein freies Paar.
Die Elektronengruppen haben eine trigonale bipyramidale Geometrie. Das freie Paar nimmt eine der äquatorialen Positionen ein, und das Molekül ist wippenförmig. Diese Schritte können wiederum zur Bestimmung der Elektronenpaargeometrie und der Molekularstruktur des Jodtetrachlorid-Anions verwendet werden.
Die Lewis-Struktur hat sechs Elektronengruppen um das Jodatom herum, vier Bindungspaare und zwei freie Paare. Die Elektronengruppen haben eine oktaedrische Anordnung. Die Bindungspaare bleiben in einer Ebene, und die freien Paare befinden sich auf beiden Seiten dieser Ebene, wodurch die Abstoßung minimiert wird.
Die Molekulargeometrie ist quadratisch planar.
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