1.8
Die VSEPR-Theorie hilft bei der Bestimmung von Elektronenpaargeometrien und molekularen Geometrien.
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.
Zählen Sie als Nächstes die Gesamtzahl der Elektronengruppen auf dem Zentralatom. Um Phosphor herum gibt es vier Elektronengruppen: drei Bindungspaare und ein einzelnes Paar.
Bestimmen Sie nun die Elektronenpaargeometrie. Die Elektronenpaar-Geometrie ist tetraedrisch. Aufgrund des einsamen Paares ist die Molekülgeometrie jedoch trigonal pyramidal. Das einsame Paar reduziert den Bondwinkel auf weniger als 109,5°.
Bindungselektronenpaare werden nicht immer gleichmäßig zwischen den beiden Bindungsatomen aufgeteilt.
Bei einer kovalenten Bindung wie der von Flusssäure werden die Elektronen in Richtung des elektronegativeren Atoms gezogen, was durch eine Teilladung angezeigt wird. Solche Bindungen werden als polare Bindungen bezeichnet.
Durch die Ladungstrennung entsteht ein Vektor, der als Bindungsdipolmoment bezeichnet wird und durch den griechischen Buchstaben μ angegeben wird. Sein Wert ist das Produkt aus der Größe der Teilladungen und dem Abstand zwischen ihnen.
Dipolmomente werden häufig in Debyes ausgedrückt. Ein Debye entspricht 3,336 × 10−30 Coulomb-Metern.
Der Vektor zeigt vom kleineren zum elektronegativeren Atom und zeigt das Bindungsdipolmoment an. Seine Länge ist proportional zur Größe der Elektronegativitätsdifferenz zwischen den beiden Atomen. Die meisten zweiatomigen Moleküle, die Atome verschiedener Elemente enthalten, haben Dipolmomente und sind daher polare Moleküle.
In mehratomigen Verbindungen wird das Nettodipolmoment durch die einzelnen Bindungsdipolmomente und die Geometrie der Verbindung bestimmt.
Stellen Sie sich ein Wassermolekül mit zwei polaren Bindungen vor. Es hat eine gebogene Form und ist ein polares Molekül.
Im Gegensatz dazu ist ein Kohlendioxidmolekül linear. Die beiden Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen sind polar, aber in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet, wodurch sich das Dipolmoment des jeweils anderen aufhebt und das Gesamtmolekül unpolar wird.
Mit der VSEPR-Theorie können die Elektronenpaargeometrien und Molekülstrukturen wie folgt bestimmt werden:
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