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VSEPR-Modell

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VSEPR-Modell

Das VSEPR- Modell wird auch EPA- Modell (Elektronenpaarabstoßungsmodell) genannt. VSEPR ist die englische Abkürzung für

Valence shell electron pair repulsion”.

Dieses Modell zeigt, wie die räumliche Gestalt eines Moleküls auf die abstoßenden Kräfte zwischen den Valenzelektronenpaaren zurück führt.

Dazu gibt es einige Regeln zu beachten, die wir dir im Folgenden näher erläutern.

Abgeleitete VSEPR Regeln

  • Die Elektronenpaare der Valenzschale im Molekültyp ordnen sich so um den Zentralatom (A) an, dass der Abstand zwischen ihnen so groß wie möglich ist.
  • Freie Elektronenpaare (E) im Molekültyp benötigen mehr Raum als die bindenden Elektronenpaare. Dies führt zu einer Vergrößerung der Winkel B-A-E und somit auch Verkleinerung der Winkel B-A-B.
  • E tritt nur in den äußersten Grenzfällen in 90°- Winkeln miteinander in Wechselwirkung. Wenn möglich, wird immer ein großer Abstand zwischen freien Elektronenpaaren eingehalten.
  • Bindende Elektronenpaare werden verstärkt von elektronegativen Substituenten angezogen, sodass deren Raumbedarf verringert wird.
  • Mehrfachbindungen werden als übergroßes Elektronenpaar bewertet und benötigen deshalb mehr Raum als Einfachbindungen. Es gilt: Je mehr Bindungen, umso mehr Platz wird beansprucht.
  • Einzelne freie Elektronen in Radikalen benötigen weniger Raum als freie Elektronenpaare.
  • Der Winkel zwischen Elektronenpaaren, die weniger Platz brauchen wird verringert durch Paare, die mehr Platz brauchen. Beispiel: der H-C-H- Winkel in Formaldehyd (H2C=O) ist kleiner als der H-C-H- Winkel in Methan (CH4 ).

Mögliche Kombinationen im VSEPR Modell

Elektronenpaare

Geometrie

Molekültypen

Beispiel

Molekülgestalt

Winkel

2

linear

AB2

BeCl 2

CO2

linear

180°

3

trigonal planar

AB3

AB2E

BF3

SO2

dreieckig

gewinkelt

120°

119,4°

4

tetraedrisch

AB4

AB3E

AB2E2

SiX4

NH3

H2O

tetraedrisch

trigonal-pyramidal

gewinkelt

109,5°

107,5°

104,5°

5

trigonal-bipyramidal

AB5

AB4E

AB3E2

AB2E3

PCl5

SF4

ClF3

XeF2

trigonal-bipyramidal

tetraedrisch verzerrt (bisphenoidal)

T-förmig

linear

120°/90°

180°/120°

87,5°

180°

6

oktaedrisch

(= quadratisch-bipyramidal,

trigonal-antiprismatisch)

AB6

AB5E

AB4E2

SF6

ClF5

XeF4

oktaedrisch

quadratisch-pyramidial

quadratisch-planar

90°

?

90°

7

pentagonal-bipyramidal

AB7

AB5E2

IF7

XeF5-

pentagonal-bipyramidal

pentagonal-planar

90°/72°

?

8

tetragonal-antiprismatisch

AB8

IF8-

tetragonal-antiprismatisch

78°/73°

Vorhersagen nach VSEPR

Wenn du die “Reste” abzählst, kannst du ganz einfach die Molekülgeometrie vorhersagen, wenn es keine freien Elektronenpaare am Zentralatom gibt.

Es lässt sich aber auch näherungsweise durch Betrachtung von Verbindungen mit einem oder mehreren freien Elektronenpaaren die Geometrie vorhersagen, indem man die freien Elektronenpaare als Bindungspartner sieht. So gelangt man zur Pseudostruktur des jeweiligen Moleküls.

Ein Beispiel dazu:

Das Sauerstoffatom des Wassers ist an zwei Wasserstoffatome kovalent gebunden und hat zudem zwei freie Elektronenpaare. Daraus ergibt sich aus B = 2 (H-Atome) und E= 2 (freie e-Paare) 2+2=4. Damit hat es eine tetraedische Geometrie. Wenn jetzt die freien Elektronenpaare “weggedacht” werden, bleibt die echte Struktur zurück: Sie ist gewinkelt.

Anwendung des VSEPR Modells

Das VSEPR- Modell kannst du bei allen Molekülen anwenden, wo die Reste (Atome oder Atomgruppen), die an das Zentralatom gebunden sind, nicht zu groß werden und keine speziellen Wechselwirkungen aufeinander ausüben. Das heißt das Modell ist nicht oder eher nur eingeschränkt anwendbar auf die Übergangsmetallverbindungen.

VSEPR - Das Wichtigste auf einen Blick!

Was ist das VSEPR- Modell?

  • Das sind Kräfte zwischen Dipolen, die in Molekülen vorkommen. Diese Moleküle müssen eine negative und positive Partialladung besitzen, dessen Ladungsschwerpunkte nicht zusammenfallen.
  • Zur Bestimmung der Geometrie muss man einige Regeln beachten. (siehe Tabelle)
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