Das VSEPR-Modell

 (Valence Shell Electron Pair Repulsion = Valenzelektronenpaar-Abstoßung)

Das VSEPR-Modell wurde von dem britischen Chemiker R.J. Gillespie um 1950 entwickelt. Aus diesem Grund ist das Konzept auch als Modell von Gillespie bekannt.

Grundlagen des Modells:

Bei dem VSEPR-Modell geht man davon aus das die Struktur von Molekülen und Ionen (mehratomig) durch die Elektronenpaare um das Zentral-Atom bestimmt wird. Dabei hängt die Struktur von der Anzahl der um ein Zentral-Atom gelegenen Elektronenpaare ab.

Aus dieser Grundannahme lässt sich auch die tetraedrische Struktur vom Methan-Molekül, sowie die gewinkelte Struktur des Wassers ableiten. In beiden Fällen sind die Zentral-Atome Sauerstoff beziehungsweise Kohlenstoff von umgeben. Beide Zentral-Atome sind von 4 Elektronenpaaren umgeben. Im Falle des Kohlenstoff-Atoms werden damit 4 Bindungen zu Wasserstoff-Atomen ausgebildet. Daher ergibt sich ein Winkel zwischen H-C-H von 109°. Beim Sauerstoff werden nur 2 der Elektronenpaare genutzt um Bindungen zu Wasserstoff-Atomen auszubilden. Die anderen beiden Elektronenpaare werden als so genannte freie Elektronenpaare bezeichnet. Da die freien Elektronenpaare mehr „Platz“ einnehmen als die Elektronenpaarbindung zwischen Sauerstoff und Wasserstoff ergibt sich ein größerer Winkel zwischen den beiden freien Elektronenpaaren und somit ein gestauchten Winkel von 104° zwischen den beiden Wasserstoffatomen (siehe Abb.)

 

Regeln zum VSEPR-Modell:

Die Anordnung der Elektronenpaare wird durch drei Regeln bestimmt:

1) Die Elektronenpaare der Valenzschale nehmen den größt möglichsten Abstand zu einander ein , da sie sich abstoßen.  Doppel- und Dreifachbindungen werden formal wie Einfachbindungen behandelt.
2) Einsame Elektronenpaare benötigen mehr „Platz“. Dadurch kommt es zu einer Stauchung der Bindungen.
3) Doppel- und Dreifachbindungen nehmen mehr Platz ein als Einfachbindungen.

Im folgenden wird eine Übersicht über die Grundtypen und deren Geometrie gegeben. Dabei steht das A für das Zentral-Atom, B für die Anzahl der Liganden und E für die Anzahl an freien Elektronenpaaren:

Anzahl der Elektronen-paare Pseudostruktur Molekültyp Molekülgestalt   Beispiele:
2 linear AB2 linear HgCl2
3 trigonal planar
AB3

 

 

AB2 E

 

 

trigonal planar

 

 

verzerrt gewinkelt
BCl3, SO3

 

 

SO2, O3 (Ozon)

 

 

4 tertraedrisch
AB4
AB3 E
AB2 E2
teraedrisch

 

 

trigonal pyramidal

 

 

verzerrt gewinkelt

 

CH4 (Methan), [SO4]2-

 

 

NH3 (Ammoniak)

 

 

XeO2

 

5 trigonalbipyramidal
AB5

 

 

AB4 E

 

 

AB3 E2

 

 

 

AB2 E3

 

trigonal bipyramidal

 

 

tetraedrisch verzerrt

 

 

T-förmig

 

 

linear

 

PCl5

 

 

SF4, SeF4

 

 

ClF3

 

 

ICl2-, I3-

 

5 quardatischpyramidal AB5 quadratisch pyramidal
SbF5
6 oktaedrisch
AB6

 

 

AB5 E

 

 

AB4 E2

 

 

oktaedrisch

 

 

quadratisch pyramidal

 

 

quadratisch planar
SF6, SeF6

 

 

ClF5

 

 

ICl4-

 

7 pentagonalbipyramidal AB7 pentagonal bipyramidal
IF7

 

Übungen zum VSEPR-Modell:
1) Geben Sie für die folgenden Moleküle und Ionen eine paasende Valenzstrichformel, sowie die Molekülstruktur und die Pseudostrukrur an.

     H2CO, SO2, HCN, XeO3, OCl2, ClO3-, N3, XeF4, H3O+, O2SCl2

Lösungen

 

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