MolDraw › Narzędzia chemiczne › Kalkulator geometrii cząsteczek VSEPR

Kalkulator i tabela geometrii cząsteczek VSEPR

W skrócie: Kalkulator VSEPR i tabela geometrii cząsteczek: wpisz wzór, nazwę lub SMILES i uzyskaj klasę AXE, geometrię elektronową i cząsteczkową, kąty wiązań, hybrydyzację i polarność w 3D. Jest darmowy, działa w przeglądarce i nie wymaga pobierania.

Wpisz wzór, jon, nazwę lub SMILES, aby poznać kształt według VSEPR. Otrzymasz klasę AXE, liczbę steryczną, geometrię elektronową i cząsteczkową, kąty wiązań, hybrydyzację i polarność oraz obracany model 3D z wolnymi parami narysowanymi jako płaty.

Szybka odpowiedź: policz atomy związane z atomem centralnym (X) i jego wolne pary (E). NH3 to AX3E: 4 domeny elektronowe dają tetraedryczną geometrię elektronową, ale z jedną wolną parą cząsteczka ma kształt piramidy trygonalnej (107°).
atom centralnyatomy związanewolna paraPrzeciągnij, aby obrócić; uszczypnij, aby powiększyć

Tabela VSEPR: wszystkie geometrie cząsteczek (liczba steryczna 2–7)

Ta tabela zawiera wszystkie typowe kształty VSEPR. X = atomy związane z atomem centralnym A, E = wolne pary na A. Wiązania podwójne i potrójne liczą się jako jedna domena.

Liczba ster.AXEWiązaniaWolne paryGeometria elektronowaGeometria cząsteczkiKąt idealnyHybryd.Przykłady
2AX220LiniowaLiniowa180°spCO2, BeCl2
3AX330Płaska trójkątnaPłaska trójkątna120°sp²BF3, SO3, NO3−
3AX2E21Płaska trójkątnaKątowa<120° (≈117°)sp²SO2, O3, NO2−
4AX440TetraedrycznaTetraedryczna109.5°sp³CH4, NH4+, SO42−
4AX3E31TetraedrycznaPiramida trygonalna<109.5° (≈107°)sp³NH3, PCl3, H3O+
4AX2E222TetraedrycznaKątowa<109.5° (≈104.5°)sp³H2O, OF2, H2S
5AX550Bipiramida trygonalnaBipiramida trygonalna90°, 120°, 180°sp³dPCl5, AsF5
5AX4E41Bipiramida trygonalnaHuśtawka<90°, <120°sp³dSF4, TeCl4
5AX3E232Bipiramida trygonalnaKształt litery T<90°sp³dClF3, BrF3
5AX2E323Bipiramida trygonalnaLiniowa180°sp³dXeF2, I3−
6AX660OktaedrycznaOktaedryczna90°, 180°sp³d²SF6, PF6−
6AX5E51OktaedrycznaPiramida kwadratowa<90°sp³d²BrF5, IF5
6AX4E242OktaedrycznaPłaska kwadratowa90°sp³d²XeF4, ICl4−
7AX770Bipiramida pentagonalnaBipiramida pentagonalna72°, 90°sp³d³IF7

Wolne pary zawsze zajmują miejsca, gdzie mają najwięcej przestrzeni. W bipiramidzie trygonalnej leżą w pozycjach ekwatorialnych (huśtawka, kształt litery T, liniowa). W oktaedrze dwie wolne pary leżą naprzeciw siebie (płaska kwadratowa).

Jak korzystać z kalkulatora VSEPR

  1. Wpisz wzór (PCl5), jon z ładunkiem (NO3-, SO4^2-) lub nazwę po angielsku (ammonia). Dla większych cząsteczek wklej ciąg SMILES (CC(=O)O) i wybierz atom, który chcesz przeanalizować.
  2. Narzędzie liczy elektrony walencyjne i rysuje wzór Lewisa tym samym silnikiem co nasz generator wzorów Lewisa. Następnie liczy domeny wiążące i wolne pary na atomie centralnym.
  3. Odczytaj klasę AXE, geometrię elektronową i cząsteczkową, kąt wiązania, hybrydyzację i polarność, z pokazanym każdym krokiem.
  4. Obracaj model 3D, aby zobaczyć, gdzie leżą wolne pary (fioletowe płaty) i jak ściskają kąty wiązań.

Rozwiązane przykłady

Woda, H2O (AX2E2)

8 e⁻ walencyjnych: 2 wiązania O–H + 2 wolne pary = 4 domeny (tetraedryczna geometria elektronowa).

Kątowa, 104,5°, sp³, polarna

Tetrafluorek siarki, SF4 (AX4E)

34 e⁻: 4 wiązania S–F + 1 wolna para = 5 domen. Wolna para zajmuje pozycję ekwatorialną.

Huśtawka, sp³d, polarna

Tetrafluorek ksenonu, XeF4 (AX4E2)

36 e⁻: 4 wiązania Xe–F + 2 wolne pary naprzeciw siebie = 6 domen.

Płaska kwadratowa, 90°, niepolarna

Węglan, CO32− (AX3)

24 e⁻: jedno C=O i dwa C–O⁻ (rezonans). 3 domeny, brak wolnych par na C.

Płaska trójkątna, 120°, sp²

Teoria VSEPR w skrócie

Teoria odpychania par elektronowych powłoki walencyjnej (VSEPR) mówi, że domeny elektronowe wokół atomu centralnego odpychają się i rozmieszczają możliwie jak najdalej od siebie. Domena to wiązanie pojedyncze, podwójne lub potrójne albo wolna para. Liczba steryczna (atomy związane + wolne pary) wyznacza geometrię elektronową. Położenia samych atomów dają geometrię cząsteczki.

Liczba steryczna = (atomy związane z A) + (wolne pary na A)

Kolejność odpychania i kąty wiązań

Siła odpychania maleje w kolejności wolna para–wolna para > wolna para–para wiążąca > para wiążąca–para wiążąca. Dlatego kąt maleje od 109,5° (CH4) do 107° (NH3) i 104,5° (H2O). Cięższe atomy centralne dają jeszcze mniejsze kąty (PH3 93,5°, H2S 92°). Wiązania wielokrotne też zajmują więcej miejsca, dlatego kąt H–C–H w formaldehydzie wynosi 116,5°, a nie 120°.

Nazwane kształty

Piramida trygonalna: NH3, PCl3. Kątowa: H2O (AX2E2) lub SO2 (AX2E). Huśtawka: SF4. Kształt litery T: ClF3. Piramida kwadratowa: BrF5. Płaska kwadratowa: XeF4. Bipiramida trygonalna: PCl5. Oktaedryczna: SF6.

Ograniczenia modelu

VSEPR działa najlepiej dla cząsteczek pierwiastków grup głównych z jednym atomem centralnym. Rodniki, takie jak NO2, mają nieparzysty elektron, który działa jak mniejsza domena, co daje kąt 134°. Wolne pary włączone do układu π (amidy, pirol, anilina) spłaszczają atom w kierunku sp². Kompleksy metali przejściowych opisuje natomiast teoria pola krystalicznego i pola ligandów.

Potrzebujesz pełnej struktury? Narysuj dowolną cząsteczkę w edytorze MolDraw, skopiuj jej SMILES i wklej tutaj, aby uzyskać geometrię przy każdym atomie. Możesz ją też obejrzeć w 3D.

Otwórz edytor MolDraw

Najczęściej zadawane pytania

Czym jest teoria VSEPR?

Teoria odpychania par elektronowych powłoki walencyjnej (VSEPR) mówi, że domeny elektronowe wokół atomu centralnego (wiązania i wolne pary) odpychają się możliwie jak najdalej. Liczba domen wyznacza geometrię elektronową; położenia samych atomów dają geometrię cząsteczki.

Jak wyznaczyć geometrię cząsteczki?

Narysuj wzór Lewisa, policz atomy związane z atomem centralnym (X) i jego wolne pary (E). Ich suma to liczba steryczna. Skorzystaj z tabeli VSEPR: np. AX3E (3 wiązania, 1 wolna para) to piramida trygonalna, jak NH3.

Czym różni się geometria elektronowa od geometrii cząsteczki?

Geometria elektronowa uwzględnia wolne pary jako położenia; geometria cząsteczki opisuje tylko rozmieszczenie atomów. Woda ma tetraedryczną geometrię elektronową, ale kątową geometrię cząsteczki.

Czy wiązania podwójne i potrójne liczą się jako jedna domena elektronowa?

Tak. W VSEPR wiązanie pojedyncze, podwójne lub potrójne z tym samym atomem liczy się jako jedna domena, więc CO2 (dwa wiązania podwójne) jest liniowy jak BeCl2.

Dlaczego kąt wiązania w NH3 wynosi 107°, a w H2O 104,5°?

Wolne pary zajmują więcej miejsca niż pary wiążące i ściskają wiązania. NH3 ma jedną wolną parę (107°), H2O ma dwie (104,5°), w porównaniu z 109,5° w CH4.

Jak wygląda kształt piramidy trygonalnej?

Piramida trygonalna (AX3E) ma trzy atomy i jedną wolną parę w tetraedrycznej geometrii elektronowej, jak NH3, PCl3 i H3O+. Kąty wiązań są nieco mniejsze niż 109,5°.

Co to jest kształt huśtawki (seesaw)?

Huśtawka (AX4E) ma cztery atomy i jedną wolną parę w bipiramidzie trygonalnej. Wolna para zajmuje pozycję ekwatorialną, jak w SF4 i TeCl4.

Jak po kształcie poznać, czy cząsteczka jest polarna?

Jeśli kształt jest symetryczny (liniowy, płaski trójkątny, tetraedryczny, bipiramida trygonalna, oktaedryczny, płaski kwadratowy), a wszystkie atomy zewnętrzne są takie same, dipole wiązań się znoszą i cząsteczka jest niepolarna. Wolne pary na atomie centralnym lub różne atomy zewnętrzne zwykle czynią ją polarną.

Jak hybrydyzacja wiąże się z liczbą steryczną?

Liczba steryczna 2 = sp, 3 = sp2, 4 = sp3, 5 = sp3d, 6 = sp3d2. To model podręcznikowy; dla cząsteczek hiperwalencyjnych, takich jak SF6, współczesna teoria nie potrzebuje orbitali d.

Powiązane narzędzia chemiczne

Ostatnia aktualizacja: