Appunti di chimica: il modello VSEPR

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

In sostanza consiste in alcune semplici valutazioni della struttura di una molecola per arrivare al decretarne la geometria. Questa teoria si basa su semplici assunzioni derivanti dalla fisica e dall'elettrostatica: le coppie elettroniche di non legame sono quelle che esercitano una forza repulsiva maggiore, quelle di legame invece esercitano una forza minora. La repulsione maggiore si avrà quindi tra due doppietti di non legame, poi tra un doppietto di non legame e uno di legame, quindi tra due doppietti di legame. Ecco una guida su appunti di chimica: il modello VSEPR.

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In questa guida spiegherò grazie ai miei appunti di chimica in cosa consiste la teoria del modello VSEPR e a cosa serve. Questa sigla è l'acronimo della frase in inglese "Valence Shell Electron Pair Repulsion", cioè "repulsione delle coppie elettroniche dello strato di valenza".

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Ogni molecola ha due geometrie, che a volte possono essere uguali: quella elettronica e quella molecolare. La geometria elettronica indica la geometria in cui sono disposte tutte le coppie elettroniche della molecola, siano esse di legame o di non legame. La geometria molecolare tiene invece conto solamente di come sono disposte nello spazio le coppie elettroniche di legame. La geometria molecolare è di rilevante importanza, in quanto permette di determinare un'importante proprietà delle molecole, cioè la polarità. Veniamo ora ai gruppi in cui compaiono delle coppie di non legame (indicate con la lettera U). Per queste molecole, la geometria elettronica differisce da quella molecolare. Primo gruppo: molecole AB3U (per esempio NH3); queste molecole hanno geometria elettronica tetraedrica e geometria molecolare trigonale piramidale, generalmente sono molecole polari. Secondo gruppo: molecole AB2U2 (per esempio H2O); queste molecole hanno geometria elettronica tetraedrica e geometria molecolare piegata, anch'esse risultano essere solitamente polari.

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Iniziamo quindi a catalogare e a definire le geometrie di vari gruppi di molecole. Ovviamente le molecole biatomiche risulteranno essere per forza lineari in quanto la geometria dice che per due punti passa una e una sola retta. Le cose sono invece più interessanti quando si inizia a parlare di molecole poliatomiche. Il primo gruppo di queste molecole è quello del tipo AB2 (per esempio BeCl2 o CO2): esse risultano avere geometria lineare, con angoli di 180°; la geometria molecolare e quella elettronica coincidono, così come da qui per tutti gli altri gruppi. Se i due atomi B legati all'atomo A sono uguali allora la molecola sarà apolare. Secondo gruppo: AB3 (per esempio BH3); queste molecole hanno geometria trigonale planare, con angoli di legami di 120° e se tutti e tre gli atomi b sono uguali risultano essere apolari. Terzo gruppo: AB4 (per esempio CH4); queste molecole hanno geometria tetraedrica con angoli di legame di 109,5° e se tutti gli atomi B sono uguali risultano essere apolari.
Sono presenti molte altre geometrie di molecole più complesse, il cui atomo centrale non rispetta la regola dell'ottetto. Quelle illustrate in questa guida sono però le principali.

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