Теория отталкивания электронных пар $VSEPR,отангл.ValenceShellElectronPairRepulsion$ описывает молекулярную геометрию на основе взаимного отталкивания электроно́в, которые располагаются в валентной оболочке атомов. Основная идея заключается в том, что электронные пары $каксвязывающие,такинесвязывающие$ стремятся максимально раздвинуться друг от друга, чтобы минимизировать отталкивание. Это приводит к определенным геометрическим формам молекул.

Основные шаги определения молекулярной геометрии по VSEPR:

Определение центра ступенчатой модели:

Вычисляется количество электронных пар вокруг центрального атома.

Определение геометрии:

На основе количества электронных пар определяется основная форма молекулы. Например:
2 пар — линейная $180°$3 пары — тригональная плоская $120°$4 пары — тетраэдрическая $109.5°$5 пар — тригональная бипирамидальная $90°и120°$6 пар — октэдрическая $90°$

Коррекция на несвязывающие пары:

Учтите, что несвязывающие пары занимают больше места и могут изменить углы между связывающими парами.Примеры отклонений от идеальной геометрии:

Водород $H2O$:

Идеальная тетраэдрическая форма $109.5°$ применяется к эталонным молекулам с 4 связывающими парами.В H2O есть 2 несвязывающие пары, что приводит к углу связей примерно 104.5°, так как несвязывающие пары отталкиваются сильнее.

Аммиак $NH3$:

Центральный атом $азот$ окружен 4 парами электронов $3связывающиеи1несвязывающая$. Геометрия—тетраэдрическая, но из-за несвязывающей пары угол между связями составляет примерно 107.3° $вотличиеот109.5°$.

Фосфорный трийодид $PI3$:

Фосфор — центральный атом имеет 5 пар электронов, 3 из которых связываются с атомами йода и 2 — являются несвязывающими. Это приводит к форме тригональной бипирамиды, но фактические углы будут отличаться от идеальных из-за отталкивания между несвязывающими парами.

Эти отклонения происходят, потому что несвязывающие пары занимают больше места и создают более сильное отталкивание по сравнению со связывающими парами. Такой анализ помогает ученым предсказывать и объяснять структуру молекул и их свойства.