Le modèle couche de valence paire d'électrons répulsion (VSEPR) a été introduit dans les années 1950 par les chimistes RJ Gillespie et Ronald Nyholm. Aujourd'hui, la plupart des étudiants de la chimie apprennent encore VSEPR comme un moyen «rapide et sale" de prédire comment les atomes dans une molécule seront disposés dans l'espace. VSEPR est très utile, mais a ses limites.
Histoire
Bien que VSEPR est souvent enseignée en collaboration avec les structures de points de Lewis, il a été effectivement mis au point indépendamment - structures de points de Lewis ont été introduits un demi-siècle plus tôt. À la fin des années 1950, Gillespie et Nyholm étaient à la recherche d'une meilleure façon d'enseigner la géométrie moléculaire aux étudiants. Ils ont remarqué que quelques règles simples applicables au méthane, l'ammoniac et de l'eau également appliquées à de nombreuses autres molécules, à quelques exceptions près. Gillespie et Nyholm constaté que non seulement ces règles simples plus faciles à enseigner, mais pourraient être justifiées les règles dans une certaine mesure en fonction des modèles plus sophistiqués. En 1957, ils ont publié un article expliquant leurs idées.
Règles
Le grand avantage du modèle VSEPR est sa simplicité étonnante. Il suppose que les paires d'électrons autour d'un acte d'atome comme si elles se repoussent mutuellement. paires de liaison des électrons veulent être aussi éloignés les uns des autres et seules paires d'électrons que possible. paires d'électrons libres, cependant, prennent plus d'espace, de sorte que la répartition des obligations autour d'un atome est un peu "plié", où une seule paire est impliqué.
Applications
Si un atome possède quatre liaisons et aucune paire isolés, VSEPR prédit les obligations vont s'organiser autour de l'atome dans un motif tétraédrique de sorte que les angles entre les quatre liaisons sont égaux. Ceci est en fait exactement ce qui est observé pour le méthane. Si un atome possède trois liaisons et une seule paire, VSEPR prédit il formera une sorte de forme pyramidale avec l'atome à l'apex et la liaison des angles légèrement inférieur à 109,5 degrés. Ceci est, en fait, ce qui est observé pour l'ammoniac. Et si une molécule possède deux liaisons et deux paires libres, VSEPR prédit une structure pliée avec un angle un peu en dessous de 109,5 degrés pour les deux liaisons d'obligations - qui est en fait ce qui est observé pour l'eau. VSEPR peut être utilisé pour trouver la géométrie des plus grandes molécules ou des atomes avec 5 ou 6 liaisons et seules paires ainsi.
Limites
VSEPR a de nombreuses limites. Elle ne vise pas à certaines molécules, en particulier des complexes formés par des métaux de transition. Il n'est pas possible de faire des calculs avec VSEPR; vous pouvez avoir une idée approximative de la forme, mais rien de plus. Enfin, VSEPR ne donne aucune information sur la façon dont la densité électronique est effectivement distribué. Des modèles plus sophistiqués comme la théorie des orbitales moléculaires sont nécessaires pour déterminer la façon dont la densité électronique est distribué autour de la molécule. Néanmoins, VSEPR est donc conceptuellement simple, vous pouvez l'utiliser pour travailler rapidement la géométrie moléculaire dans votre tête - ce qui explique pourquoi il a été enseigné à des générations d'étudiants en chimie et reste utile à ce jour.