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.
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. | AXE | Wiązania | Wolne pary | Geometria elektronowa | Geometria cząsteczki | Kąt idealny | Hybryd. | Przykłady |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | AX2 | 2 | 0 | Liniowa | Liniowa | 180° | sp | CO2, BeCl2 |
| 3 | AX3 | 3 | 0 | Płaska trójkątna | Płaska trójkątna | 120° | sp² | BF3, SO3, NO3− |
| 3 | AX2E | 2 | 1 | Płaska trójkątna | Kątowa | <120° (≈117°) | sp² | SO2, O3, NO2− |
| 4 | AX4 | 4 | 0 | Tetraedryczna | Tetraedryczna | 109.5° | sp³ | CH4, NH4+, SO42− |
| 4 | AX3E | 3 | 1 | Tetraedryczna | Piramida trygonalna | <109.5° (≈107°) | sp³ | NH3, PCl3, H3O+ |
| 4 | AX2E2 | 2 | 2 | Tetraedryczna | Kątowa | <109.5° (≈104.5°) | sp³ | H2O, OF2, H2S |
| 5 | AX5 | 5 | 0 | Bipiramida trygonalna | Bipiramida trygonalna | 90°, 120°, 180° | sp³d | PCl5, AsF5 |
| 5 | AX4E | 4 | 1 | Bipiramida trygonalna | Huśtawka | <90°, <120° | sp³d | SF4, TeCl4 |
| 5 | AX3E2 | 3 | 2 | Bipiramida trygonalna | Kształt litery T | <90° | sp³d | ClF3, BrF3 |
| 5 | AX2E3 | 2 | 3 | Bipiramida trygonalna | Liniowa | 180° | sp³d | XeF2, I3− |
| 6 | AX6 | 6 | 0 | Oktaedryczna | Oktaedryczna | 90°, 180° | sp³d² | SF6, PF6− |
| 6 | AX5E | 5 | 1 | Oktaedryczna | Piramida kwadratowa | <90° | sp³d² | BrF5, IF5 |
| 6 | AX4E2 | 4 | 2 | Oktaedryczna | Płaska kwadratowa | 90° | sp³d² | XeF4, ICl4− |
| 7 | AX7 | 7 | 0 | Bipiramida pentagonalna | Bipiramida pentagonalna | 72°, 90° | sp³d³ | IF7 |
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
- 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. - 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.
- Odczytaj klasę AXE, geometrię elektronową i cząsteczkową, kąt wiązania, hybrydyzację i polarność, z pokazanym każdym krokiem.
- 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 MolDrawNajczęściej 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: