Videogenomgång (flippat klassrum)
English-speaking or IB student? Check out the English version instead!
VSEPR-metoden
Man kan använda sig av en metod som kallas för VSEPR-metoden (eng. Valence Shell Electron Pair Repulsion) för att räkna ut strukturen på en molekyl. I korthet går den ut på att man ritar ut elektronformeln för molekylen, och sedan funderar ut hur många elektrontäta områden den centrala atomen i molekylen har. Utifrån det drar man sedan en slutsats om molekylens form.
Stegen i VSEPR-metoden ser ut såhär:
- Räkna totala antalet valenselektroner + extra laddningar.
- Dividera med två (för att få antalet par).
- Bind samman atomerna med enkelbindningar.
- Sätt ut elektronpar så att det blir ädelgasstruktur på alla ligand-atomer.
- Flytta bindningar till centralatomen så att alla atomer uppnår ädelgasstruktur.
- Dra en slutsats om strukturen.
Exempel 1. Metan, CH4
1. Totala antalet valenselektroner
C: 4 st.
H: 4 · 1 st = 4 st
Totalt: 8 st
2. Dividera med två
Antal valenselektronpar: 8/2 = 4 st
3. Bind samman atomerna med enkelbindningar
Nedan visas elektronformeln för metan:
4-5. Ädelgasstruktur + flytta bindningar
Vi ser att alla atomer redan har ädelgasstruktur (C har 8 valenselektroner, varje H har två). Vi behöver inte flytta några bindningar för att alla atomer ska ha ädelgasstruktur.
6. Dra en slutsats om strukturen
Eftersom elektronparen repellerar varandra, "vill" de vara så långt ifrån varandra som möjligt. Därför hamnar väteatomerna i varsitt hörn av en tetraeder (liksidig pyramid).
Metanmolekylen är tetraedrisk.
Exempel 2. Koldioxid, CO2
1. Totala antalet valenselektroner
C: 4 st.
O: 6 · 2 st = 12 st
Totalt: 16 st
2. Dividera med två
Antal valenselektronpar: 16/2 = 8 st
3. Bind samman atomerna med enkelbindningar
Kolatomen är central, syreatomerna är ligander:
4. Sätt ut elektronpar så att det blir ädelgasstruktur på alla ligand-atomer
Vi har redan ritat ut två av åtta elektronpar. De resterande sex elektronparen fördelar vi på de två syreatomerna (varje streck är ett elektronpar):
5. Flytta bindningar till centralatomen så att alla atomer uppnår ädelgasstruktur.
Kolatomen behöver två elektronpar till för att få ädelgasstruktur. Vi flyttar in ett elektronpar från vardera syreatomen:
6. Dra en slutsats om strukturen
Vi har nu två elektrontäta områden kring den centrala atomen (kolatomen). De områdena repellerar varandra, och "vill" alltså vara så långt ifrån varandra som möjligt. Därför är CO2-molekylen linjär.
Exempel 3. Berylliumklorid, BeCl2
1. Totala antalet valenselektroner
Be: 2 st.
Cl: 7 · 2 st = 14 st
Totalt: 16 st
2. Dividera med två
Antal valenselektronpar: 16/2 = 8 st
3. Bind samman atomerna med enkelbindningar
Berylliumatomen är central, kloratomerna är ligander:
4. Sätt ut elektronpar så att det blir ädelgasstruktur på alla ligand-atomer
Vi har redan ritat ut två av åtta elektronpar. De resterande sex elektronparen fördelar vi på de två kloratomerna (varje streck är ett elektronpar):
5. Flytta bindningar till centralatomen så att alla atomer uppnår ädelgasstruktur.
Berylliumatomen behöver två elektronpar till för att få ädelgasstruktur. Vi flyttar in ett elektronpar från vardera kloratomen:
6. Dra en slutsats om strukturen
Vi har nu två elektrontäta områden kring den centrala atomen (kolatomen). De områdena repellerar varandra, och "vill" alltså vara så långt ifrån varandra som möjligt, d.v.s. i 180° vinkel. Därför är BeCl2-molekylen linjär.
Exempel 4. Svaveldioxid, SO2
1. Totala antalet valenselektroner
S: 6 st.
O: 6 · 2 st = 12 st
Totalt: 18 st
2. Dividera med två
Antal valenselektronpar: 18/2 = 9 st
3. Bind samman atomerna med enkelbindningar
Svavelatomen är central, syreatomerna är ligander:
4. Sätt ut elektronpar så att det blir ädelgasstruktur på alla ligand-atomer
Vi har redan ritat ut två av nio elektronpar. Vi sätter ut elektronpar så att liganderna (syreatomerna) får ädelgasstruktur. Till det går det åt ytterligare sex elektronpar.
Det sista elektronparet placerar vi på den atom som ännu inte fått ädelgasstruktur, nämligen svavelatomen:
5. Flytta bindningar till centralatomen så att alla atomer uppnår ädelgasstruktur.
Svavelatomen behöver ett elektronpar till för att få ädelgasstruktur. Vi flyttar in ett elektronpar från ena syreatomen:
6. Dra en slutsats om strukturen
Vi har nu tre elektrontäta områden kring den centrala atomen (svavelatomen). De områdena repellerar varandra, och "vill" alltså vara så långt ifrån varandra som möjligt, d.v.s. i 120° vinkel. Därför är SO2-molekylen vinklad.
Övningsuppgifter
För att få bättre grepp om hur man räknar ut en molekyls struktur behöver du göra några övningsuppgifter. På den här sidan har jag några lämpliga övningsuppgifter, med facit.
