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Le strutture del VSEPR in JSmol

vseprLa Teoria del VSEPR, cioè della Repulsione dei doppietti elettronici del guscio di valenza, è essenzialmente una variante della legge di Coulomb, secondo la quale cariche elettriche di segno opposto si respingono.
Per rendere minima l’energia di repulsione tra i doppietti elettronici bisogna rendere massima la distanza tra i doppietti liberi o di legame. Si può prevedere l’angolo di legame ottimale che i doppietti elettronici e di legame formano in base alla somma tra i legami SIGMA (i doppi legami NON sono importanti in questo calcolo) e i doppietti elettronici solitari.
Il caso più semplice è quello della CO2, biossido di carbonio, che deve sistemare solo due legami SIGMA. La distanza maggiore a cui la repulsione è minima si ha quando l’angolo di legame O-C-O è 180°.

La geometria molecolare è lineare, come quella elettronica. L’ibridazione in questo caso è detta SP. La geometria si mantiene se una molecola ha invece un legame ed un doppietto.
In questo caso la molecola, BF3, ha tre legami SIGMA e nessun doppietto solitario. La repulsione minima la si raggiunge con angoli F-B-F di 120°. Se una molecola ha due legami SIGMA ed un doppietto, la geometria e l’angolo non cambia.
In questo caso ci sono 4 legami SIGMA, oppur quatrro doppietti di legame o non legame. la repulsione minima è raggiunta per un angolo di 109°30’se si hanno quattro legami SIGMA uguali come nella molecola del CCl4. Struttura tetraedrica, ibridazione SP3. Nel caso un legame è sostituito da un doppietto, come, allora l’angolo di legame H-N-H si restringe perché si suppone che la repulsione del doppietto è maggiore. La struttura geometrica viene chiamata piramidale, l’ibridazione è SP3
Nel caso dell’acquala repulsione è ancora maggiore per la presenza di due doppietti e l’angolo si chiude fino a 104°,30′. L’Ibridazione resta sempre SP3, la struttura è detta tetraedrica.
Esistono anche altre strutture per atomi dei periodi superiori al secondo che possonno dare anche fino sei legami e coinvolgono orbitali di tipo d nella ibridazione. Struttura bipiramidale a base triangolare come la molecola . Qui la somma di legami e doppietti fa cinque. Nel caso del XeF2 ci sono due F e tre doppietti che si dispongono sul piano.
Nella bipiramidale a basa quadrata come la somma di doppietti e legami deve fare 6. Di seguito è la molecola del che presenta 4 legami SIGMA e due doppietti di non legame.
Per avere idea della diversità di strutture possibili in natura, si dia un’occhiata al sito COOL MOLECULES

pinostriccoli

Docente di Chimica nell'ITIS Galilei di Altamura