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Calcolatore e tabella della geometria molecolare VSEPR

In breve: calcolatore VSEPR e tabella delle geometrie molecolari: inserisci formula, nome o SMILES e ottieni classe AXE, geometria elettronica e molecolare, angoli di legame, ibridazione e polarità in 3D. È gratuito, funziona nel browser e non richiede download.

Inserisci una formula, uno ione, un nome o uno SMILES per ottenerne la geometria VSEPR. Ottieni classe AXE, numero sterico, geometria elettronica e molecolare, angoli di legame, ibridazione e polarità, più un modello 3D ruotabile con le coppie solitarie disegnate come lobi.

Risposta rapida: conta gli atomi legati all'atomo centrale (X) e le sue coppie solitarie (E). NH3 è AX3E: 4 domini elettronici danno una geometria elettronica tetraedrica, ma con una coppia solitaria la molecola è piramidale trigonale (107°).
atomo centraleatomi legaticoppia solitariaTrascina per ruotare, avvicina le dita per lo zoom

Tabella VSEPR: tutte le geometrie molecolari (numero sterico 2–7)

Questa tabella riporta tutte le geometrie VSEPR comuni. X = atomi legati all'atomo centrale A, E = coppie solitarie su A. I legami doppi e tripli contano come un solo dominio.

N. stericoAXELegamiCoppie solitarieGeometria elettronicaGeometria molecolareAngolo idealeIbrid.Esempi
2AX220LineareLineare180°spCO2, BeCl2
3AX330Trigonale planareTrigonale planare120°sp²BF3, SO3, NO3−
3AX2E21Trigonale planarePiegata<120° (≈117°)sp²SO2, O3, NO2−
4AX440TetraedricaTetraedrica109.5°sp³CH4, NH4+, SO42−
4AX3E31TetraedricaPiramidale trigonale<109.5° (≈107°)sp³NH3, PCl3, H3O+
4AX2E222TetraedricaPiegata<109.5° (≈104.5°)sp³H2O, OF2, H2S
5AX550Bipiramidale trigonaleBipiramidale trigonale90°, 120°, 180°sp³dPCl5, AsF5
5AX4E41Bipiramidale trigonaleAd altalena<90°, <120°sp³dSF4, TeCl4
5AX3E232Bipiramidale trigonaleA T<90°sp³dClF3, BrF3
5AX2E323Bipiramidale trigonaleLineare180°sp³dXeF2, I3−
6AX660OttaedricaOttaedrica90°, 180°sp³d²SF6, PF6−
6AX5E51OttaedricaPiramidale quadrata<90°sp³d²BrF5, IF5
6AX4E242OttaedricaQuadrato planare90°sp³d²XeF4, ICl4−
7AX770Bipiramidale pentagonaleBipiramidale pentagonale72°, 90°sp³d³IF7

Le coppie solitarie vanno sempre dove hanno più spazio. In una bipiramide trigonale occupano le posizioni equatoriali (altalena, a T, lineare). In un ottaedro, due coppie solitarie si dispongono una opposta all'altra (quadrato planare).

Come usare il calcolatore VSEPR

  1. Scrivi una formula (PCl5), uno ione con la sua carica (NO3-, SO4^2-) o un nome in inglese (ammonia). Per molecole più grandi, incolla una stringa SMILES (CC(=O)O) e scegli l'atomo da analizzare.
  2. Lo strumento conta gli elettroni di valenza e disegna la struttura di Lewis con lo stesso motore del nostro generatore di strutture di Lewis. Poi conta i domini di legame e le coppie solitarie sull'atomo centrale.
  3. Leggi la classe AXE, la geometria elettronica e molecolare, l'angolo di legame, l'ibridazione e la polarità, con ogni passaggio mostrato.
  4. Ruota il modello 3D per vedere dove si trovano le coppie solitarie (lobi viola) e come comprimono gli angoli di legame.

Esempi svolti

Acqua, H2O (AX2E2)

8 e⁻ di valenza: 2 legami O–H + 2 coppie solitarie = 4 domini (geometria elettronica tetraedrica).

Piegata, 104,5°, sp³, polare

Tetrafluoruro di zolfo, SF4 (AX4E)

34 e⁻: 4 legami S–F + 1 coppia solitaria = 5 domini. La coppia solitaria è in posizione equatoriale.

Ad altalena, sp³d, polare

Tetrafluoruro di xeno, XeF4 (AX4E2)

36 e⁻: 4 legami Xe–F + 2 coppie solitarie opposte = 6 domini.

Quadrato planare, 90°, apolare

Carbonato, CO32− (AX3)

24 e⁻: un C=O e due C–O⁻ (risonanza). 3 domini, nessuna coppia solitaria su C.

Trigonale planare, 120°, sp²

La teoria VSEPR in breve

La teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) afferma che i domini elettronici attorno a un atomo centrale si respingono e si distribuiscono il più lontano possibile. Un dominio è un legame singolo, doppio o triplo, oppure una coppia solitaria. Il numero sterico (atomi legati + coppie solitarie) fissa la geometria elettronica. Le sole posizioni degli atomi danno la geometria molecolare.

Numero sterico = (atomi legati ad A) + (coppie solitarie su A)

Ordine di repulsione e angoli di legame

La forza di repulsione segue l'ordine coppia solitaria–coppia solitaria > coppia solitaria–coppia di legame > coppia di legame–coppia di legame. Per questo l'angolo si riduce da 109,5° (CH4) a 107° (NH3) e 104,5° (H2O). Atomi centrali più pesanti mostrano angoli ancora più piccoli (PH3 93,5°, H2S 92°). Anche i legami multipli occupano più spazio, ed è per questo che l'angolo H–C–H nella formaldeide è 116,5° anziché 120°.

Geometrie con nome

Piramidale trigonale: NH3, PCl3. Piegata: H2O (AX2E2) o SO2 (AX2E). Ad altalena: SF4. A T: ClF3. Piramidale quadrata: BrF5. Quadrato planare: XeF4. Bipiramidale trigonale: PCl5. Ottaedrica: SF6.

Limiti del modello

La VSEPR funziona meglio per molecole dei gruppi principali con un solo atomo centrale. Radicali come NO2 hanno un elettrone spaiato che agisce come un dominio più piccolo, dando un angolo di 134°. Le coppie solitarie che entrano in un sistema π (ammidi, pirrolo, anilina) appiattiscono l'atomo verso sp². I complessi dei metalli di transizione seguono invece la teoria del campo cristallino e del campo dei leganti.

Ti serve la struttura completa? Disegna qualsiasi molecola nell'editor MolDraw, copia il suo SMILES e incollalo qui per ottenere la geometria di ogni atomo. Puoi anche visualizzarla in 3D.

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Domande frequenti

Che cos'è la teoria VSEPR?

La teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion, repulsione delle coppie elettroniche del guscio di valenza) afferma che i domini elettronici attorno a un atomo centrale (legami e coppie solitarie) si respingono allontanandosi il più possibile. Il numero di domini determina la geometria elettronica; le sole posizioni degli atomi danno la geometria molecolare.

Come si trova la geometria di una molecola?

Disegna la struttura di Lewis, conta gli atomi legati all'atomo centrale (X) e le sue coppie solitarie (E). La loro somma è il numero sterico. Usa la tabella VSEPR: es. AX3E (3 legami, 1 coppia solitaria) è piramidale trigonale, come NH3.

Qual è la differenza tra geometria elettronica e geometria molecolare?

La geometria elettronica considera le coppie solitarie come posizioni; la geometria molecolare descrive solo dove si trovano gli atomi. L'acqua ha una geometria elettronica tetraedrica ma una geometria molecolare piegata.

I legami doppi e tripli contano come un solo dominio elettronico?

Sì. Nella teoria VSEPR un legame singolo, doppio o triplo verso lo stesso atomo conta come un dominio, quindi CO2 (due doppi legami) è lineare come BeCl2.

Perché l'angolo di legame è 107° in NH3 e 104,5° in H2O?

Le coppie solitarie occupano più spazio delle coppie di legame e avvicinano i legami tra loro. NH3 ha una coppia solitaria (107°), H2O ne ha due (104,5°), rispetto ai 109,5° di CH4.

Com'è fatta la geometria piramidale trigonale?

La piramidale trigonale (AX3E) ha tre atomi e una coppia solitaria su una geometria elettronica tetraedrica, come NH3, PCl3 e H3O+. Gli angoli di legame sono poco inferiori a 109,5°.

Che cos'è la geometria ad altalena?

L'altalena (AX4E) ha quattro atomi e una coppia solitaria su una bipiramide trigonale. La coppia solitaria occupa una posizione equatoriale, come in SF4 e TeCl4.

Come capisco dalla geometria se una molecola è polare?

Se la geometria è simmetrica (lineare, trigonale planare, tetraedrica, bipiramidale trigonale, ottaedrica, quadrato planare) e tutti gli atomi esterni sono uguali, i dipoli di legame si annullano e la molecola è apolare. Coppie solitarie sull'atomo centrale o atomi esterni diversi di solito la rendono polare.

Che relazione c'è tra ibridazione e numero sterico?

Numero sterico 2 = sp, 3 = sp2, 4 = sp3, 5 = sp3d, 6 = sp3d2. È il modello dei libri di testo; per molecole ipervalenti come SF6 la teoria moderna non ha bisogno degli orbitali d.

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