Question

Wykorzystując metodę VSEPR , określ kształt cząstek : SO2, BF3 , NH+4,CO-2.3

Answer 1

Metody VSEPR są dwie:
- skrócona - jeśli znamy dokładny wzór elektronowy
- 3-etapowa - jeśli wzoru elektronowego nie znamy - wówczas potrzebna nam będzie znajomość ilości elektronów walencyjnych atomów tworzących cząsteczkę
------------------------------------------------------------------------------------------------
Zaczniemy od drugiej metody.
Składa się z 3 etapów.

1) Na początku liczymy liczbę wszystkich elektronów walencynych (Lwal):
SO₂ = 6 + 2×6 = 18
BF₃ = 3 + 3×7 = 24 
NH₄⁺ = 5 + 4×1 - 1 = 8
CO₃²⁻ = 4 + 3×6 + 2 = 24

2) Mając elektrony walencyjne, liczymy liczbę wolnych par elektronowych (Lwpe) atomu centralnego korzystając ze wzoru:
Lwpe = 1/2×Lwal - 4n - m
( gdzie: n - liczba ligandów, m - liczba atomów wodoru)

SO₂: 1/2×18 - 4×2 - 0 = 9 - 8 = 1
BF₃: 1/2×24 - 4×3 - 0 = 12 - 12 = 0
NH₄⁺: 1/2×8 - 4×0 - 4 = 4 - 4 = 0
CO₃²⁻: 1/2×24 - 4×3 - 0 = 12 - 12 = 0

3) Jeśli znamy iczbę wolnych par elektronowych atomu centralnego, możemy policzyć liczbę przestrzenną atomu centralnego (Lp):
Lp = Lwpe + n + m

SO₂: 1 + 2 + 0 = 3    ⇒   sp²  ⇒  kształt trygonalny
BF₃: 0 + 3 + 0 = 3    ⇒   sp²  ⇒  kształt trygonalny
NH₄⁺: 0 + 0 + 4 = 4   ⇒   sp³  ⇒  kształt tetraedryczny 
CO₃²⁻:  0 + 3 + 0 = 3  ⇒   sp²  ⇒  kształt trygonalny
----------------------------------------------------------------------------
Skrócona metoda pozwala nam określić kształt cząsteczki o wiele szybciej - wymaga jednak umiejętności utworzenia wzoru elektronowego.
Wzory zostały podane w załączniku.

Potrzebny jest jeden wzór:
Lp = Lwpe + σ
(σ - liczba wiązań pojedyńczych typu σ tworzonych przez atom centralny)

SO₂: 1 + 2 = 3   ⇒   sp²  ⇒  kształt trygonalny
BF₃: 0 + 3 = 3  ⇒   sp²  ⇒  kształt trygonalny
NH₄⁺: 0 + 4 = 4  ⇒   sp³  ⇒  kształt tetraedryczny 
CO₃²⁻: 0 + 3 = 3  ⇒   sp²  ⇒  kształt trygonalny


Podsumowując - najłatwiej nauczyć się tworzyć wzory elektronowe :) - na ich podstawie bez problemu określimy zarówno hybrydyzację atomu centralnego jak i kształt cząsteczki. Wówczas żadne metody VSEPR nie będą nam do niczego potrzebne :)