От простых правил к сложным структурам. Метод валентных связей. Принцип VSEPR

Где начинается химия?..
NaOH
MgSO4
Al(OH)3
O2
H2SO4
KCl

Что нам потребуется?
Структура молекул
Таблица Менделеева
Основы геометрии
Умение считать не более, чем до 18

Геометрия в химии

Геометрия в химии

Геометрия в химии

Метод валентных связей
1e
2e
3e
4e
5e
6e
7e
8e

Правило октета. Структуры Льюиса.
обобществлённые электроны – электроны «общего пользования», принадлежат обоим атомам

Неудачи «правила» октета

Необходимые меры
1) Донорно-акцепторные связи
2) Подключение свободных d-орбиталей в качестве «хранилища» электронов
Плохо! 10 e!
Нет 3d-вакансий!
Хорошо! 8 e!
3d не нужны!
Хорошо! 10 e!
Есть 3d-вакансии!
Плохо! Не согласуется
с экспериментом!

Принцип VSEPR
(VSEPR) valence-shell electron-pair repulsion

Принцип VSEPR

Виды электронных пар
Свободные (несвязанные) пары электронов
Связанные пары электронов
Обменные связи
Донорно-акцепторные связи

Виды электронных дыр
1) s-дыры
2) p-дыры
3) d-дыры

Донорно-акцепторная связь

Принцип VSEPR (правила Гиллеспи)
Пары электронов внешней оболочки центрального атома испытывают взаимное отталкивание;
Электронное отталкивание между парами ослабевает, если электронная плотность связи уменьшается. Следствия:
Отталкивание ослабевает при оттягивании электронной плотности от центрального атома за счёт электроотрицательности лигандов;
Отталкивание ослабевает при уменьшении порядка связи с лигандом;
Молекула стремится к такому расположению окружающих центральный атом лигандов, при котором отталкивание минимально.

Принцип VSEPR (до 8 электронов)
4 e
6 e
8 e

Примеры
8e
атом

Примеры

Примеры
[Be4(μ4-O)(μ-O2CMe)6]

Примеры (хитрые)

Примеры (хитрые)

Примеры (хитрые)

Принцип VSEPR (расширенный)

Примеры

Примеры

Примеры

Применим только для предсказания строения p-элементов
Наблюдаются отклонения от правила из-за наличия стереохимически инертной s-пары у тяжёлых элементов с большим количеством электронов
Не учитывает отклонения от планарности ввиду стерических эффектов
Не учитывает специфические взаимодействия между лигандами
Ограничения использования VSEPR

Искажения валентных углов