Teoria VSEPR - Didattica delle Scienze

Punti principali della teoria VSEPR

L'ipotesi di questa teoria è che la distribuzione dei legami attorno ad un atomo dipende dal numero totale di coppie di elettroni, sia di non legame (lone pair = coppie solitarie) che di legame (bonding pair), che lo circondano: queste coppie si dispongono nello spazio geometrico in modo da minimizzare la loro reciproca repulsione. Le repulsioni tra due coppie di non legame sono maggiori che tra una coppia di non legame e coppia di legame a loro volta maggiori delle repulsioni tra due coppie di legame.
In sintesi:

• Le coppie di elettroni nel guscio di valenza dell'atomo centrale si respingono a vicenda.
  

• Queste coppie di elettroni tendono a occupare la posizione più adatta per minimizzare la repulsione, massimizzando quindi lo spazio interposto tra gli elettroni.
  

• Il guscio di valenza è considerato come una sfera sulla cui superficie sono localizzati gli elettroni, che manterranno la massima distanza tra loro.    
  

• Un legame multiplo è considerato come una singola coppia di elettroni, quindi due o tre coppie di elettroni di un legame multiplo si considerano come una super coppia di elettroni.
  

• Il modello VSEPR è applicabile quando due o più strutture di risonanza possono rappresentare una molecola.
  

Si prendono in considerazione tre tipi di repulsione tra gli elettroni di una molecola:

• La repulsione tra coppia solitaria e coppia solitaria
  

• La repulsione tra coppia solitaria e coppia di elettroni di legame
  

• La repulsione tra coppia di elettroni di legame e coppia di elettroni di legame
  

La teoria VSEPR è spesso comparata e messa in contrasto con la teoria del legame di valenza, che definisce la geometria molecolare tramite l'analisi degli orbitali che sono energeticamente adeguati per intraprendere un legame. La teoria del legame di valenza riguarda la formazione di legami sigma e pi greco.
La teoria degli orbitali molecolari è invece un altro modello che consente di prevedere la disposizione spaziale di atomi ed elettroni che costituiscono molecole e ioni poliatomici.
La teoria VSEPR è stata tuttavia spesso criticata per non avere riscontri quantitativi, anche se strutturalmente accurati per le molecole formate da legami covalenti.

Nella teoria VSEPR si utilizza il metodo AXE per il conteggio degli elettroni. La sigla AXE intende per A l'atomo centrale che è sempre 1; per X il numero di legami sigma tra l'atomo centrale e gli altri atomi; per E in numero di lone pair. La somma di X ed E, definita come numero sterico, è associata anche al numero totale di orbitali ibridati considerati dalla teoria del legame di valenza.

AXE	Disposizione degli elettroni	Forma	Esempi di Molecole	Esempi della Geometria VSEPR
		Forma lineare	BeCl2 HgCl2 CO2
		Forma angolare	NO2-  SO2  O3
		Forma angolare	H2O  OF2
		Forma lineare	XeF2 I3-
		Trigonale planare	BF3 CO32- NO3- SO3
		Piramidale trigonale	NH3 PCl3  SO32-
		A "T" (anche leggermente distorta)	ClF3 BrF3
		Tetraedrica	CH4 PO43- SO42-  ClO4- BF4-
AX4E1		Ad "altalena" (anche leggermente distorta)	SF4
		Quadrata planare	XeF4 IF4 -
		Bipiramidale trigonale	PCl5
		Piramidale a base quadrata	ClF5   BrF5
		Bipiramidale a base quadrata (Ottaedrica)	SF6  UF6
AX5E1		Pentagonale Planare	XeF5-
		Bipiramidale a base pentagonale	IF7

 Testi (modificati) e immagini tratte da Wikipedia.