Molekül geometrisi
Molekül geometrisi elektron yoğunluğunun üç boyutlu dağılımının sonucudur. Güvenilir yol, önce Lewis yapısını kurmak, merkez atom çevresindeki elektron bölgelerini saymak, VSEPR ile bu bölgeleri yerleştirmek ve son olarak yalnız çiftlerin konumlarını molekül şeklinin adından çıkarmaktır. AXₙEₘ gösterimi bağlı atomların ve yalnız çiftlerin sayısını açıkça ayırır.
Görsel model
Etkileşimli model
Lewis yapısından şekle
Merkez atomdan aynı yöne uzanan tek, çift veya üçlü bağ bir elektron bölgesi sayılır; her yalnız çift de bir bölgedir. İki bölge doğrusal, üç bölge üçgen düzlemsel, dört bölge tetrahedral elektron-bölgesi geometrisi verir. VSEPR elektronları katı bilyeler gibi düşünmez; farklı elektron yoğunluğu bölgelerinin birbirinden uzaklaşma eğilimini basit ama etkili biçimde yakalar.
Elektron bölgesi geometrisi ile molekül şekli farklıdır
NH₃’te dört bölge vardır, dolayısıyla bölge geometrisi tetrahedraldir. Fakat üç atom ve bir yalnız çift bulunduğu için AX₃E molekül şekli üçgen piramidaldir. H₂O AX₂E₂’dir ve açısaldır. Bu ayrım, dört toplam bölgeye sahip her molekülü yanlışlıkla tetrahedral olarak adlandırma hatasını önler.
Yalnız çiftler bağ açılarını sıkıştırır
Yalnız çift yoğunluğu iki çekirdek arasında paylaşılmadığından merkez atoma yakın daha geniş açısal hacim kaplar. Nitel itme sırası LP–LP > LP–BP > BP–BP’dir. Bu nedenle ideal tetrahedral 109,5° açı NH₃’te yaklaşık 107°, H₂O’da yaklaşık 104,5° olur. Gerçek açılar ayrıca elektronegatiflik, çoklu bağlar ve hacimli sübstitüentlerden etkilenir.
Beş ve altı elektron bölgesi
Beş bölge üçgen çift piramit oluşturur; eksenel ve ekvatoryal konumlar eşdeğer değildir. Yalnız çift, daha az 90° etkileşim nedeniyle ekvatoryal konumu tercih eder; SF₄ bu yüzden salıncak, ClF₃ T şekillidir. Altı bölge oktahedraldir; bir yalnız çift kare piramit, iki karşılıklı yalnız çift ise XeF₄’te kare düzlemsel AX₄E₂ şekli bırakabilir.
Geometri, polarite ve VSEPR’nin sınırları
Molekül şekli bağ dipollerinin vektör toplamını belirlediği için polariteyle doğrudan ilişkilidir. VSEPR ana grup molekülleri için hızlıdır ancak tüm bağlanmayı açıklamaz. Geçiş metali kompleksleri, güçlü delokalizasyon ve küçük enerji farkları ligand alanı veya moleküler orbital modelleri gerektirebilir. Gaz elektron kırınımı, dönme spektroskopisi ve X-ışını ya da nötron kırınımı gerçek geometrileri deneysel olarak belirler.
Alıştırmalar
NH₃
NH₃’ün elektron bölgesi geometrisi ve molekül şekli nedir?
Çözüm: Dört bölge tetrahedral bölge geometrisi verir; AX₃E molekül şekli üçgen piramidaldir.
SF₄
SF₄’te yalnız çift neden ekvatoryal konumu tercih eder?
Çözüm: Ekvatoryal konumda 90° etkileşim sayısı daha azdır ve itme azalır.
XeF₄
Xe çevresinde altı bölge, bunların ikisi yalnız çift. Hangi şekil beklenir?
Çözüm: Oktahedral bölge düzeninde karşılıklı iki yalnız çift çıkarıldığında kare düzlemsel AX₄E₂ kalır.