1.7 : VSEPR 이론

원자가 껍질 전자쌍 반발 이론(VSEPR 이론)을 사용하면 루이스 구조의 결합 수와 고독 전자쌍을 조사하여 중심 원자 주변의 분자 구조를 예측할 수 있습니다. VSEPR 모델은 중심 원자의 원자가 껍질에 있는 전자 쌍이 전자 쌍 사이의 거리를 최대화하여 전자 쌍 사이의 반발을 최소화하는 배열을 채택한다고 가정합니다. 중심 원자의 원자가 껍질에 있는 전자는 주로 결합된 원자 사이에 위치하는 결합쌍이나 고립전자쌍을 형성합니다.

분자 내 전자 밀도의 두 영역은 반발을 최소화하기 위해 중심 원자의 반대쪽에 선형으로 배향됩니다. 유사하게, 3개의 전자 그룹은 삼각 평면 기하학적으로 배열되고, 4개의 전자 그룹은 사면체를 형성하고, 5개의 전자 그룹은 삼각 쌍뿔 기하학을 선호하는 반면, 6개의 그러한 그룹은 팔면체 방향으로 배열됩니다.

중심 원자 주변의 전자쌍 기하학적 구조가 분자 구조와 항상 동일하지는 않다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 전자쌍 기하학은 전자가 분자, 결합 및 고립 전자쌍에 위치하는 모든 영역을 설명합니다. 분자 구조는 전자가 아닌 분자 내 원자의 위치를 나타냅니다. 따라서 전자쌍의 기하학적 구조는 중심 원자 주위에 고독한 전자쌍이 없을 때만 분자 구조와 동일합니다.

고립전자쌍은 결합쌍보다 더 큰 공간을 차지합니다. 이는 고립 전자쌍은 단 하나의 핵에만 결합되어 있는 반면, 결합 전자 그룹은 두 개의 핵에 의해 공유되기 때문입니다. 따라서 고독쌍-고립쌍 반발력은 고독쌍-결합쌍 및 결합쌍-결합쌍 반발력보다 더 큽니다.

VSEPR 이론에 따르면, 말단 원자 위치는 선형, 삼각 평면, 사면체 및 팔면체 전자쌍 기하학에서 동일합니다. 따라서 단일 단독 쌍이 모든 위치를 차지할 수 있습니다. 그러나 삼각쌍뿔기하학에서는 두 개의 축 위치가 세 개의 적도 위치와 다릅니다. 여기서 적도 위치는 120° 결합각으로 인해 더 많은 공간을 사용할 수 있으며 더 큰 고립 쌍을 선호합니다. 마찬가지로 두 개의 비공유 전자쌍과 4개의 결합 쌍이 중심 원자 주위에 팔면체로 배열되면 두 비공유 쌍은 180° 떨어져 있어 정사각형 평면 분자 구조가 됩니다.

이 문서는 에서 발췌되었습니다.Openstax, Chemistry 2e, Section 7.6 Molecular Structure and Polarity.