Теорија одбијања електрона пара валентне љуске (ВСЕПР) је молекуларни модел за предвиђање геометрија атома који чине а молекул где су електростатичке силе између молекула валентни електрони минимизирају се око централног дела атом.
Ова теорија је такође позната и као теорија Гиллеспие-Нихолма, након два научника која су је развила). Према Гиллеспиеју, принцип искључења из Паула за одређивање молекуларне геометрије важнији је од ефекта електростатичке одбијања.
Према теорији ВСЕПР, метан (ЦХ4) молекул је тетраедар, јер се водоничне везе одбијају и равномерно се распоређују око централног атома угљеника.
Коришћење ВСЕПР-а за предвиђање геометрије молекула
Не можете користити молекуларну структуру да бисте предвидјели геометрију молекула, мада то можете да употребите Левисова структура. То је основа за ВСЕПР теорију. Валентни електронски парови се природно распоређују тако да се налазе што даље један од другог. То умањује њихову електростатичку одбојност.
Узмимо за пример БеФ2. Ако погледате Левисову структуру за овај молекул, видећете да је сваки атом флуора окружен валентношћу парови електрона, осим једног електрона који има сваки атом флуора који је везан за централни берилијум атом. Електрони флуорне валенције се повлаче што је могуће даље или 180 °, дајући овом једињењу линеарни облик.
Ако додате још један атом флуора да бисте направили БеФ3, најудаљенији парови валенсне електроне који се могу добити један од другог је 120 °, што чини тригонални равни равни.
Двоструке и троструке везе у ВСЕПР теорији
Молекуларна геометрија одређена је могућим локацијама електрона у валентној љусци, а не према томе колико је парова валентних електрона присутно. Да бисте видели како модел делује на молекулу са двоструким везама, размислите угљен диоксид, ЦО2. Док угљеник има четири пара електрона који се вежу, у овом молекулу могу се наћи само два места (у свакој од двоструких веза са кисеоником). Одбијање између електрона је најмање кад су двоструке везе на супротним странама атома угљеника. Ово формира линеарни молекул који има угао везе од 180 °.
За други пример, размотримо карбонатни јон, ЦО32-. Као и код угљен-диоксида, постоје четири пара валентних електрона око централног атома угљеника. Два пара су у једној вези са атомима кисеоника, док су два пара део двоструке везе са атомом кисеоника. То значи да постоје три локације за електроне. Одбијање између електрона је минимизирано када атоми кисеоника формирају једнакостранични троугао око атома угљеника. Стога ВСЕПР теорија предвиђа да ће карбонатни јон попримити тригонални равни равни, са углом везе од 120 °.
Изузеци од ВСЕПР теорије
Теорија одбијања електронског пара валентне љуске не предвиђа увек исправну геометрију молекула. Примјери изузетака укључују:
- молекули прелазних метала (нпр., ЦрО3 је тригонални бипирамидални, ТиЦл4 је тетраедарска)
- молекули непарних електрона (ЦХ3 је раван него тригонални пирамидални)
- неки АКС2Е0 молекула (нпр. ЦаФ2 има угао везе 145 °)
- неки АКС2Е2 молекула (нпр. Ли2О је линеаран, а не савијен)
- неки АКС6Е1 молекула (нпр. КсеФ6 је октаедрална а не петерокутна пирамидална)
- неки АКС8Е1 молекули
Извор
Р.Ј. Гиллеспие (2008), Цоординатион Цхемистри Ревиевс вол. 252, стр. 1315-1327, „Педесет година модела ВСЕПР“