Differkinome

Forskjellen mellom VSEPR og Valence Bond Theory

Vitenskap
Share

Hovedforskjell - VSEPR vs Valence Bond Theory

VSEPR og valensbindingsteori er to teorier i kjemi som brukes til å forklare egenskapene til kovalente forbindelser. VSEPR-teorien forklarer den romlige arrangementen av atomer i et molekyl. Denne teorien bruker avstengningene mellom ensomme elektronpar og bindingselektronpar for å forutsi formen på et bestemt molekyl. Valensbindingsteorien forklarer den kjemiske bindingen mellom atomer. Denne teorien forklarer overlappingen av orbitaler for å danne enten en sigma-binding eller en pi-binding. Hovedforskjellen mellom VSEPR og valensbindingsteori er det VSEPR beskriver geometrien til et molekyl mens valensbøyteori beskriver kjemisk binding i molekyler.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er VSEPR Theory
      - Definisjon, Forklaring, Søknad med eksempler
2. Hva er Valence Bond Theory
      - Definisjon, Forklaring, Søknad med eksempler
3. Hva er forskjellen mellom VSEPR og Valence Bond Theory
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbegreper: Kovalent Bond, Geometri, Hybridisering, Pi Bond, Sigma Bond, Valence Bond Theory, VSEPR Theory

Hva er VSEPR Theory

VSEPR eller Valence Shell Electron Pair Repulsion teori er teorien som forutsier geometrien til et molekyl. Ved hjelp av VSEPR teori kan vi foreslå romlige arrangementer for molekyler som har kovalente bindinger eller koordinasjonsbindinger. Denne teorien er basert på repulsjoner mellom elektronpar i valensskallet av atomer. Elektronpar finnes i to typer som bindepar og lone par. Det finnes tre typer avstøting i disse elektronparene.

  • Obligasjonspar - Obligasjonsparrepulsjon
  • Obligasjonspar - ensidig avstøtning
  • Lone Pair - lone par frastøtning

Disse frastøtelsene oppstår fordi alle disse parene er elektronpar; Siden de er alle negativt ladet, avviser de hverandre. Det er viktig å merke seg at disse avstengningene ikke er like. Avstøtningen opprettet av et ensartet par er høyere enn det for et obligasjonspar. Med andre ord trenger enkle par mer plass enn bindepar.

  • Repulsion by Lone Pair> Repulsion av Bond Pair

VSEPR teori kan brukes til å forutsi både elektron geometri og molekylær geometri. Elektrongeometrien er formen på molekylet, inkludert de ensomme parene som er til stede. Den molekylære geometrien er formen på molekylet, vurderer bare bindingselektronparene.

Følgende former er de grunnleggende former for molekyler som kan oppnås ved bruk av VSEPR-teorien. 

Figur 1: Molekylær geometrisk tabell

Geometrien til et molekyl bestemmes av antall bindingspar og lone par rundt et sentralt atom. Det sentrale atom er ofte det minste elektronegative atomet blant andre atomer som er tilstede i molekylet. Den mest nøyaktige metoden for å bestemme det sentrale atom er imidlertid å beregne den relative elektronegativiteten til hvert atom. La oss vurdere to eksempler.

  • BECL2 (Berylliumklorid)

    Det sentrale atom er Be.
    Den har 2 valenselektroner.
    Cl atom kan dele en elektron per atom.
    Derfor er det totale antall elektroner rundt det sentrale atom = 2 (fra Be) + 1 × 2 (fra cl atomer) = 4
    Derfor er antall elektronpar rundt Be-atomet = 4/2 = 2
    Antall enkeltobligasjoner tilstede = 2
    Antall enslige par til stede = 2 - 2 = 0
    Derfor er geometrien av BeCl2-molekylet lineær.

Figur 2: Linjær struktur av BeCl2 Molecule

  • H2O-molekyl

Det sentrale atom er O.
Antall valenselektroner rundt O er 6.
Antall elektroner delt av H per ett atom er 1.
Derfor er det totale antall elektroner rundt O = 6 (O) + 1 x 2 (H) = 8
Antall elektronpar rundt O = 8/2 = 4
Antall lone par finnes rundt O = 2
Antall enkeltobligasjoner tilstede O = 2
Derfor er geometrien til H2O vinklet.

Figur 3: Geometri av H2O-molekyl

Når man ser på de to eksemplene ovenfor, er begge molekylene sammensatt av 3 atomer. Begge molekylene har 2 enkeltkovalente bindinger. Men geometriene er forskjellige fra hverandre. Årsaken er at H2O har 2 lone par, men BeCl2 har ingen ensomme par. De ensomme parene på O-atom avviser bondelektronparene. Denne repulsjonen får de to bindingene til å komme nær hverandre. Men på grunn av avstøtingen mellom to bindingspar, kan de ikke komme veldig nært. Det betyr at det er en netto avstøtning mellom elektronpar rundt O-atomet. Dette resulterer i et vinkelformet molekyl i stedet for en lineær. I BeCl2 molekyl, forekommer ingen frastøtelser på grunn av ensomme par, siden det ikke er noen ensomme par. Derfor forekommer bare repulsjoner av bindingspar og bindingene er i lengste posisjoner der det oppstår et minimum avstøtning.

Hva er Valence Bond Theory

Valensbindingsteori er en teori som forklarer den kjemiske bindingen i en kovalent forbindelse. Kovalente forbindelser er sammensatt av atomer som er bundet til hverandre gjennom kovalente bindinger. En kovalent binding er en type kjemisk binding dannet på grunn av deling av elektroner mellom to atomer. Disse atomene deler elektroner for å fylle sine orbitaler og bli stabile. Hvis det er uparerte elektroner i et atom, er det mindre stabilt enn et atom som har parrede elektroner. Derfor danner atomer kovalente bindinger for å parre alle elektroner.

Atomer har elektroner i sine skaller. Disse skjellene er sammensatt av underskjell som s, p, d, etc. Unntatt s sub-shell, er andre sub-shell sammensatt av orbitaler. Antall orbitaler i hvert underskall er vist nedenfor.

Sub-skall

Antall orbitaler

Navne på orbitaler

s

0

-

p

3

px, py, pz

d

5

dxz, dxy, dyz, dX2Y2-en forskrifter, dz2

Hver omgang kan holde maksimalt to elektroner som har motsatt spinn. Valensbindingsteorien indikerer at elektronisk deling skjer ved overlapping av orbitaler. Siden elektroner er tiltrukket av kjernen, kan elektroner ikke helt forlate atomen. Derfor deles disse elektronene mellom de to atomer.

Det er to typer kovalente bindinger kjent som sigma-bindinger og pi-bindinger. Disse bindingene dannes på grunn av overlappingen eller hybridiseringen av orbitaler. Etter denne hybridiseringen dannes et nytt orbital mellom to atomer. Den nye orbitalen heter etter typen hybridisering. Et sigma-bånd blir alltid dannet på grunn av overlappingen av to s-orbitaler. En pi-binding dannes når to p-orbitaler overlappes.

Men når s orbital overlapper et p-orbitalt, er det forskjellig fra s-s-orbitalt overlappende og p-p-baneoverlapping. For å forklare denne type bindingen ble hybridisering av orbitaler funnet av forskeren Linus Pauling. Hybridisering forårsaker dannelsen av hybridorbitaler. Det er tre hovedtyper av hybridorbitaler som følger.

sp3 Hybrid Orbitaler

Denne omkretsen dannes når en s orbital og 3 p orbitaler hybridiseres. (S-orbitaler er sfæriske i form og p orbitaler har en dumbbell form. Sp3 orbital får en ny form.) Atomet har nå 4 hybrid orbitaler.

sp2 Hybrid Orbitaler

Denne omkretsen dannes når en s-orbital og 2 p-orbital hybridiseres. Formen er forskjellig fra s for orbitale og p orbitaler. Atomet har nå 3 hybridorbitaler og en ikke-hybridisert p-orbital.

sp hybrid orbitaler

Denne omkretsen dannes når en s-orbital og en p-bane hybridiseres. Formen er forskjellig fra s for orbitale og p orbitaler. Nå har atom 2 hybridorbitaler og 2 ikke-hybridiserte p-orbitaler.

Figur 04: Former for hybridorbitaler

Forskjellen mellom VSEPR og Valence Bond Theory

Definisjon

VSEPR: VSEPR-teorien er teorien som forutsier geometrien til et molekyl.

Valence Bond Theory: Valensbindingsteori er en teori som forklarer den kjemiske bindingen i en kovalent forbindelse.

Basis

VSEPR: VSEPR-teorien er basert på repulsjonene mellom ensomme elektronpar og bindingselektronpar.

Valence Bond Theory: Valensbindingsteori er basert på overlapping av orbitaler for å danne en kjemisk binding.

orbitaler

VSEPR: VSEPR-teorien gir ikke detaljer om orbitaler som er tilstede i atomer av et molekyl.

Valence Bond Theory: Valensbindingsteori gir detaljer om orbitaler som er tilstede i atomer av et molekyl.

Geometry

VSEPR: VSEPR-teorien gir geometriene til molekyler.

Valence Bond Theory: Valensbindingsteori gir ikke geometrien til molekyler.

Kjemisk binding

VSEPR: VSEPR-teorien indikerer ikke hvilke typer obligasjoner som er tilstede mellom atomer.

Valence Bond Theory: Valensbindingsteori indikerer hvilke typer obligasjoner som er tilstede mellom atomer.

Konklusjon

Både VSEPR teori og valensbindingsteori er grunnleggende teorier som er utviklet for å forstå former og binding av kjemiske arter. Disse teoriene anvendes på forbindelser som har kovalente bindinger. Forskjellen mellom VSEPR og valensbindingsteori er at VSEPR-teorien forklarer formen på et molekyl, mens valensbindingsteori forklarer etableringen av kjemiske bindinger mellom atomer av en molekyl.

referanser:

1. Jessie A. Key og David W. Ball. "Innledende kjemi - 1 kanadisk utgave." Valence Bond Theory og hybrid orbitals | Innledende kjemi - 1 kanadiske utgave. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 28. juli 2017. 
2. "Forklaring av Valence Bond Theory - Ubegrenset åpen lærebok." Ubegrenset. 19. august 2016. Web. Tilgjengelig her. 28. juli 2017. 

Bilde Courtesy:

1. "VSEPR geometrier" Av Dr. Regina Frey, Washington University i St. Louis - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "H2O Lewis Structure PNG" Av Daviewales - Eget arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
3. "Orbitale orbitali ibridi" (Pubblico dominio) via Commons Wikimedia

Vitenskap
×