Back to chapter

1.7:

VSEPR 이론

JoVE Core
Organic Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Organic Chemistry
VSEPR Theory

Languages

Share

valence 쉘 전자 쌍 반발, 또는 VSEPR, 이론은 단일 채권에 관련된 전자 그룹, 여러 채권, 또는 외로운 쌍서로 격퇴하고 서로 가능한 최대 거리에 머물려고 가정합니다. 분자 기하학은 중앙 원자 주위에 각종 전자 단의 배열에 의해 지시됩니다. 5개의 기본적인 분자 모양이 있습니다: 2개의 접합 전자 단을 위한 선형, 3개의 삼각형 평면, 4를 위한 테트라헤드랄, 5를 위한 삼각 양성체, 및 6개의 옥타헤드랄. 분자 기하학을 예측하는 동안, 외로운 쌍-외로운 쌍 반발은 외로운 쌍 결합 쌍 및 결합 쌍-결합 쌍 반발 보다 더 큰 기억. 메탄, 암모니아 및 물의 루이스 구조를 고려하십시오. 각각, 중앙 원자는 4개의 전자 단에 의해 포위됩니다. 메탄에서 4개의 접합 전자 쌍은 이상적인 H-C-H 각도109.5°로 테트라헤드방식으로 배열됩니다. 암모니아에서 질소 원자에는 3 개의 결합 쌍과 1 개의 외로운 쌍이 있습니다. 전자의 외로운 쌍은 결합 쌍보다 더 큰 공간을 차지한다. 이것은 외로운 쌍이 단지 1개의 핵에 묶여 있기 때문에, 결합 전자 단은 2개의 핵에 의해 공유되는 반면. H-N-H 결합 각도는 메탄에서 관찰된 바와 같이 예상 테트라헤드랄 각도인 109.5°보다 작습니다. 본드 각도의 이러한 압축은 인접한 결합 전자 그룹에 외로운 쌍에 의해 가해지는 반발력에 기인한다. 전자 쌍의 배열은 전자 쌍 형상이라고합니다. 분자 형상은 원자의 배열을 설명하고 전자 쌍 형상과 다릅니다. 암모니아용 전자 쌍 기하학은 테트라헤드랄인 반면 분자 형상은 삼각형 피라미드입니다. 물 분자는 또한 중앙 원자의 주위에 4개의 전자 단이 있습니다. 전자 쌍 형상은 또한 두 개의 결합 전자 그룹과 두 개의 외로운 쌍을 가진 테트라 헤드랄입니다. 두 개의 외로운 쌍에 의해 가해지는 더 중대한 반발은 물 분자에 있는 H-O-H 결합 각을 더 압축합니다. 이상적인 테트라헤드랄 결합 각도보다 훨씬 작고 분자 형상이 구부러져 있습니다.

1.7:

VSEPR 이론

Valence 쉘 전자 쌍 반발 이론 (VSEPR 이론)은 루이스 구조의 결합 및 고독한 전자 쌍의 수를 검사하여 중앙 원자 주위의 분자 구조를 예측할 수 있게 합니다. VSEPR 모델은 중앙 원자의 원자 껍질에 있는 전자 쌍이 그들 사이의 거리를 최대화하여 이 전자 쌍 사이 반발을 최소화하는 배열을 채택할 것이라는 점을 가정합니다. 중앙 원자의 원자 껍질에 있는 전자는 결합된 원자 사이, 또는 외로운 쌍 사이에서 주로 있는 결합 쌍 중 하나.

분자내전자 밀도의 두 영역은 반발을 최소화하기 위해 중앙 원자의 반대쪽에서 선형적으로 지향된다. 마찬가지로, 3개의 전자 단은 삼각 평면 기하학에 배치되고, 4개의 전자 단은 테트라헤드론을 형성하고, 5개의 전자 단은 삼각 바이피라미드 형상을 선호하고, 6개의 그 같은 단은 옥타집 방향으로 지향된다.

중앙 원자 주위의 전자 쌍 형상이 분자 구조와 항상 동일하지는 않다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 전자 쌍 형상은 전자가 분자에 있는 모든 지구를 기술합니다, 결합뿐 아니라 외로운 쌍에서. 분자 구조는 전자가 아닌 분자에서 원자의 위치를 설명합니다. 따라서, 전자 쌍 형상은 중앙 원자 주위에 고독한 전자 쌍이 없을 때만 분자 구조와 동일합니다.

전자의 외로운 쌍은 결합 쌍 보다 더 큰 공간을 차지; 이것은 외로운 쌍이 단지 1개의 핵에 묶여 있기 때문에, 결합 전자 단은 2개의 핵에 의해 공유되는 반면. 따라서, 외로운 쌍-외로운 쌍 반발은 외로운 쌍 결합 쌍 과 결합 쌍-결합 쌍 반발 보다 더 큽습니다.

VSEPR 이론에 따르면, 말단 원자 위치는 선형, 삼각 평면, 테트라헤드랄 및 옥타히드랄 전자 쌍 형상에서 동일합니다. 따라서, 모든 위치는 하나의 외로운 쌍에 의해 점유 될 수있다. 그러나 삼각 상실 형상에서 두 축 위치는 세 개의 적도 위치와 구별됩니다. 여기서 적도 위치는 120° 본드 각도로 인해 더 많은 공간을 사용할 수 있으며 더 큰 외로운 쌍에서 선호됩니다. 마찬가지로, 두 개의 외로운 쌍과 4 개의 결합 쌍이 중앙 원자 주위에 옥타방식으로 배열될 때, 두 개의 외로운 쌍은 180 ° 떨어져 있어 평방 미터 분자 구조가 생성됩니다.

 이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 섹션 7.6 분자 구조 및 극성에서적용되었습니다.