Teória VSEPR je chemická teória, ktorá umožňuje predpovedať tvar molekúl podľa počtu elektrónových párov, ktoré obklopujú centrálny atóm zlúčeniny.

VSEPR je skratka odvodená od angl. Valence shell electron pair repulsion čo by sa do slovenčiny dalo preložiť ako (teória) odpudzovania elektrónových párov valenčnej vrstvy. Zriedkavejšie sa dá stretnúť aj s jej alternatívnym názvom Gillespieho-Nyholmova teória. Tento názov pochádza z mien jej dvoch hlavných tvorcov - Ronalda Gillespieho a Ronalda Nyholma.

Teória VSEPR hovorí o tom, že valenčné elektróny sa kvôli ich rovnakému náboju navzájom odpudzujú a preto nadobudnú tvar pri ktorom je toto vzájomné odpudzovanie čo najmenšie, čím sa teda mení aj celkový tvar molekuly.

Teória VSEPR je na rozdiel od orbitálovej hybridizácie, ktorá je založená na vlnovej funkcii, založená na pozorovateľnej hustote elektrónov a preto, aj keď obidve teórie hovoria o tvare molekúl, nie sú navzájom prepojené.^[1]

Určenie tvaru

VSEPR sa používa na určenie tvaru najmä jednoduchých a symetrických molekúl.

Počet elektrónových párov sa určuje po nakreslení elektrónového štruktúrneho vzorca

Metóda AXE

Pri teórii VSEPR sa na určovanie tvaru molekuly často používa tzv. „metóda AXE“. Presnejšie ide o zápis AX_nE_m, kde A je centrálny atóm (vždy 1), X sú jeho ligandy (atómy, ktoré sa naň viažu), n vyjadruje ich počet a E sú neväzbové elektrónové páry a m vyjadruje ich počet. Súčet X_n a E_m nazývame stérické číslo - napríklad molekula zapísaná ako AX₄E₂ by mala stérické číslo 6.

Na základe stérického čísla, počtu ligandov a počtu neväzbových elektrónových párov sa dá podľa nasledujúcich tabuliek predpokladať tvar molekuly.

Stérické číslo	Tvar molekuly pri:[2]
	0 neväzbových elektrónových párov	1 neväzbovom elektrónovom páre	2 neväzbových elektrónových pároch	3 neväzbových elektrónových pároch
2	Lineárny tvar (príklad CO2)
3	Trojuholník (príklad SO3)	Lomený tvar (príklad SO2)
4	Štvorsten (príklad CH4)	Trigonálna pyramída (príklad NH3)	Lomený (príklad H2O)
5	Trigonálna bipyramída (príklad PCl5)	Deformovaný štvorsten (príklad SF4)	Tvar T (príklad ClF3)	Lineárny (príklad I3-)
6	Osemsten (príklad SF6)	Tetragonálna pyramída (príklad BrF5)	Rovinný štvorec (príklad XeF4)
7	Pentagonálna bipyramída (príklad IF7)	Pentagonálna pyramída (príklad XeOF5-)	Rovinný päťuholník (príklad XeF5-)

Druh molekuly podľa AXE	Tvar[2]	Štruktúra molekuly[2]		Príklady
		S neväzbovými elektrónovými pármi (žlté)	Bez neväzbových elektrónových párov
AX2E0	Lineárny			BeCl2[3] , HgCl2[3], CO2
AX2E1	Lomený			NO2-[3], SO2[2], O3[3], CCl2
AX2E2	Lomený			H2O[2], OF2
AX2E3	Lineárny			XeF2[2], I3-, XeCl2
AX3E0	Trojuholník			BF3[2], CO32-, NO3-, SO3
AX3E1	Trigonálna pyramída			NH3[2], PCl3
AX3E2	Tvar T			ClF3[2], BrF3
AX4E0	Štvorsten			CH4[2], PO43-, SO42-, ClO4-[3], XeO4
AX4E1	Deformovaný štvorsten			SF4[2]
AX4E2	Rovinný štvorec			XeF4[2]
AX5E0	Trigonálna bipyramída			PCl5[2]
AX5E1	Tetragonálna pyramída			ClF5, BrF5[2], XeOF4
AX5E2	Rovinný päťuholník			XeF5-
AX6E0	Osemsten			SF6[2], WCl6
AX6E1	Pentagonálna pyramída			XeOF5-, IOF5-
AX7E0	Pentagonálna bipyramída			IF7

Molekuly vymykajúce sa predpokladanému tvaru

Niektoré AX₂E₀ molekuly

Štruktúra v plynnej fáze trojatómových halogenidov kovov alkalických zemín (napríklad halogenidy vápnika, stroncia alebo bária; MX₂) nemajú lineárny tvar ako sa dá podľa teórie VSEPR predpokladať, ale lomený. Podľa Ronalda Gillepsieho je to spôsobené interakciou medzi ligandmi a nevalenčnými elektrómni centrálneho atómu.^[4]

Niektoré AX₂E₂ molekuly

Príkladom iného tvaru AX₂E₂ molekuly je oxid lítny (Li₂O), ktorý aj keď by mal mať lomený tvar má lineárny. Toto sa dá vysvetliť kvôli iónovým väzbám v molekule, kvôli ktorým sa atómy lítia navzájom silno odpudzujú.^[5] Ďalším príkladom je molekula H₃Si-O-SiH₃, kde je uhol medzi atómami kremíka a kyslíka 144,1 ° (pre porovnanie s ostatnými podobnými molekulami, Cl₂O - 110,9 °; CH₃-O-H₃C - 111,7 °). Podľa Gillepsieho je uhol medzi týmito atómami práve taký kvôli vzájomnému odpudzovaniu relatívne veľkých -SiH₃ ligandov. ^[6]

Niektoré AX₆E₁ molekuly

AX₆E₁ molekuly ako napríklad fluorid xenónový (XeF₆) a štvormocné katióny telúru a trojmocné katióny bizmutu, ako napríklad TeCl₆^2-, TeBr₆^2-, BiCl₆^3-, BiBr₆^3-, BiI₆^3- sú namiesto tvaru pentagonálnej pyramídy, predpokladaného teóriou VSEPR, v tvare osemstenu, pretože neväzbové elektrónové páry neovplyvňujú tvar molekuly v takej miere ako predpokladá teória VSEPR.^[7]

Referencie

1. ↑ GILLESPIE, Ronald J.. Teaching Molecular Geometry with the VSEPR Model . 1. marca 2004, . Dostupné online. (po anglicky)
2. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o} PETRUCCI, R. H.. General Chemistry: Principles and Modern Applications.  : , 2002. ISBN 978-0-13-014329-7. (po anglicky)
3. ↑ ^{a b c d e} JOLLY, W. L.. Modern Inorganic Chemistry.  : , 1984. ISBN 978-0-07-032760-3. (po anglicky)
4. ↑ GILLESPIE, Ronald J.; BYTHEWAY, Ian; BADER, Richard F. W.; TANG, Ting-Hua. Core Distortions and Geometries of the Difluorides and Dihydrides of Ca, Sr, and Ba . apríl 1995, . Dostupné online. (po anglicky)
5. ↑ BELLERT, D.; BRECKENRIDGE, W. H.. A spectroscopic determination of the bond length of the LiOLi molecule: Strong ionic bonding. The Journal of Chemical Physics, 2001-02-15, roč. 114, čís. 7, s. 2871–2874. Dostupné online . ISSN 0021-9606. DOI: 10.1063/1.1349424.
6. ↑ GILLESPIE, Ronald J.; ROBINSON, Edward A. Models of molecular geometry . 11. apríl 2005, . Dostupné online. (po anglicky)
7. ↑ WELLS, A. F.. Structural Inorganic Chemistry. 5. vyd.  : Oxford Science Publications, 1984. ISBN 978-0-19-855370-0. (po anglicky)

Chemický portál