10.1:
نظرية فسيبر VSEPR
10.1:
نظرية فسيبر VSEPR
نظرة عامة على نظرية فسيبر VSEPR
تمكننا نظرية تنافر زوج الإلكترون من التكافؤ (نظرية فسيبر) من التنبؤ بالبنية الجزيئية، بما في ذلك زوايا الرابطة التقريبية حول ذرة مركزية، لجزيء من فحص عدد الروابط وأزواج الإلكترون المنفردة في هيكل لويس الخاص به . يفترض نموذج فسيبر أن أزواج الإلكترونات في غلاف التكافؤ لذرة مركزية ستتبنى ترتيباً يقلل التنافر بين أزواج الإلكترونات هذه عن طريق تعظيم المسافة بينهما. تشكل الإلكترونات الموجودة في غلاف التكافؤ للذرة المركزية إما أزواجاً مترابطة من الإلكترونات، تقع بشكل أساسي بين الذرات المترابطة، أو الأزواج الوحيدة. يتم تقليل التنافر الكهروستاتيكي لهذه الإلكترونات عندما تتخذ المناطق المختلفة ذات الكثافة الإلكترونية العالية مواقع بعيدة عن بعضها البعض قدر الإمكان.
تتنبأ نظرية فسيبر بترتيب أزواج الإلكترون حول كل ذرة مركزية، وعادةً الترتيب الصحيح للذرات في الجزيء. ومع ذلك، يجب أن نفهم أن النظرية تنظر فقط في تنافر أزواج الإلكترون. التفاعلات الأخرى، مثل التنافر نووي-نووي وجاذبية الإلكترون النووي، تشارك أيضاً في الترتيب النهائي الذي تتبناه الذرات في بنية جزيئية معينة.
تطبيق نظرية فسيبر
يمكن استخدام نظرية فسيبر للتنبؤ ببنية الجزيئات. على سبيل المثال، دعونا نتوقع بنية جزيء غازي CO2. يُظهر هيكل لويس لـ CO2 (الشكل 1) مجموعتين إلكترونيتين فقط حول ذرة الكربون المركزية. مع مجموعتين من الترابط وعدم وجود أزواج وحيدة من الإلكترونات على الذرة المركزية، تكون الروابط متباعدة قدر الإمكان، ويتم تقليل التنافر الكهروستاتيكي بين هذه المناطق ذات الكثافة الإلكترونية العالية إلى الحد الأدنى عندما تكون على جانبي الذرة المركزية . زاوية الرابطة 180°.
يوضح الجدول أدناه الأشكال الهندسية لأزواج الإلكترون التي تقلل التنافر بين المناطق ذات الكثافة الإلكترونية العالية (الروابط و/أو الأزواج المنفردة). منطقتان من كثافة الإلكترون حول ذرة مركزية في جزيء تشكل هندسة خطية؛ ثلاث مناطق تشكل هندسة مستوية مثلثية؛ أربع مناطق تشكل هندسة رباعية السطوح ؛ خمس مناطق تشكل هندسة مثلثية ثنائية الهرمي، وستة مناطق تشكل هندسة ثماني السطوح.
| BeF2 | BF3 | CH4 | PCl5 | SF6 | |
| Number of electron regions | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Electron region geometry | Linear; 180° angle | Trigonal planar; all angles 120° | Tetrahedral; all angles 109.5° | Trigonal bipyramidal, angles 90° or 120°. | Octahedral; all angles 90° or 180°. |
| Spatial arrangement |  |  |  |  |  |
الجدول 1. تعمل الأشكال الهندسية الأساسية لزوج الإلكترون التي تنبأت بها نظرية فسيبر على زيادة المساحة حول أي منطقة من كثافة الإلكترون (روابط أو أزواج منفردة).
تم اقتباس هذا النص من Openstax, Chemistry 2e, Section 7.6: Molecular Structure and Polarity.