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Das '''VSEPR-Modell''' (Abkürzung für {{enS|''valence shell electron pair repulsion''}}, deutsch ''Valenzschalen-Elektronenpaar-Abstoßung''), auch '''EPA-Modell''' (Elektronenpaarabstoßungs-Modell) oder ursprünglich '''VEPR-Theorie''' (englisch {{lang|en|''valence electron pair repulsion theory''}}), führt die [[Molekülstruktur|räumliche Gestalt]] eines [[Molekül]]s auf die abstoßenden Kräfte zwischen den [[Elektronenpaar]]en der [[Valenzschale]] zurück.

[[Datei:VSEPR 2 3.svg|mini|VSEPR-Modelle für zwei und drei Elektronenpaare]]
[[File:Kugeln position2.gif|thumb|Fünf gleich geladene Partikel bewegen sich (auf der neutralen Sphäre) von verschiedenen Startpositionen zu den optimalen Positionen mit maximalem Abstand voneinander.]]

Das Modell wird nach seinen Entwicklern auch '''[[Ronald Gillespie|Gillespie]]-[[Ronald Nyholm|Nyholm]]-Theorie''' genannt.

== Die abgeleiteten Regeln ==
Aus dem VSEPR-Modell ergeben sich folgende Regeln für Moleküle des Typs AXn:<ref>{{Holleman-Wiberg|Auflage=101.|Startseite=136 }}</ref>

* Die Elektronenpaare der Valenzschale des Zentralatoms (A), d. h. des [[Atom]]s im Zentrum des Moleküls, ordnen sich so an, dass der Abstand zwischen ihnen möglichst groß wird.
* Die freien Elektronenpaare (hier mit E symbolisiert) in einem Molekül vom Typ AXnEm beanspruchen mehr Raum als die bindenden Elektronenpaare und führen somit zu einer Vergrößerung der [[Bindungswinkel|Winkel]] X-A-E und einer Verkleinerung der Winkel X-A-X.
* Einzelne freie Elektronen in [[Radikal (Chemie)|Radikalen]] nehmen weniger Raum ein als freie Elektronen''paare''.
* Größere [[Elektronegativität]]sdifferenzen zwischen A und X vermindern damit den Raumbedarf der entsprechenden [[Chemische Bindung|Bindung]].
* [[Mehrfachbindung]]en beanspruchen mehr Raum als [[Einfachbindung]]en, wobei der Platzbedarf mit der [[Bindungsordnung]] steigt.
: Für die Bestimmung der groben Molekülstruktur werden jedoch nur die [[Sigma-Bindung]]en herangezogen, d. h., Mehrfachbindungen werden hier wie Einfachbindungen behandelt.
* Kleinere Zentralatome bzw. größere negativ polarisierte [[Ligand]]en bewirken eine starke [[sterisch]]e und elektronische Abstoßungskraft, die die eines freien Elektronenpaars übertreffen kann.

== Vorhersagen bei freien Elektronenpaaren am Zentralatom ==
Wenn keine freien Elektronenpaare am Zentralatom vorhanden sind, können [[Molekülstruktur]]en recht einfach durch Abzählen der „[[Substituent|Reste]]“ vorhergesagt werden.

Dennoch lässt sich auch die Betrachtung von Verbindungen mit einem oder mehreren [[Stereochemie|stereochemisch]] aktiven, freien Elektronenpaaren näherungsweise schematisieren. Dazu werden diese – ähnlich wie Bindungspartner – als Pseudoliganden behandelt und mit dem griechischen Buchstaben „ψ“ ([[Psi (Buchstabe)|Psi]]) gekennzeichnet. So gelangt man zur '''Pseudostruktur''' des jeweiligen Moleküls.

Beispiel: Das Sauerstoffatom des [[Wassermolekül]]s, an welches zwei Wasserstoffatome [[kovalent]] gebunden sind (X = 2), weist zwei freie Elektronenpaare auf (E = 2). Daraus ergibt sich eine Anzahl von # = 2 + 2 = 4 Pseudoliganden und somit eine tetraedrische Pseudostruktur (Strukturtyp), die als ''ψ''2-[[Tetraeder]] beschrieben werden kann. Indem nun die freien Elektronenpaare „weggedacht“ werden, bleibt die in diesem Fall gewinkelte '''Realstruktur''' (Molekülstruktur) zurück, die nur durch die Atomkerne beschrieben wird.

Ein Beispiel für ein ''ψ''1-Tetraeder, d. h. mit nur einem freien Elektronenpaar, ist das [[Ammoniak]]-Molekül NH3.

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|- class="hintergrundfarbe8"
! #
! Molekültypen{{FN|a}}
! Beispiel
! Ψ – Struktur / Pseudostruktur{{FN|b}}
! Realstruktur{{FN|c}}
! Winkel{{FN|d}}
|-
| 1 || [[Datei:AX1E0-2D.svg|64px]] AX1 || [[Wasserstoff|H2]] || [[Datei:AX1E0-3D-balls.png|64px]] [[Linearität (Physik)#In der Chemie|linear]] || [[Datei:AX1E0-3D-balls.png|64px]] linear ||
|-
|valign="top" rowspan="2" |2 || [[Datei:AX2E0-2D.svg|128px]] AX2 || [[Berylliumchlorid|BeCl2]] [[Kohlenstoffdioxid|CO2]] || [[Datei:AX2E0-3D-balls.png|64px]] linear || [[Datei:Linear-3D-balls.png|64px]] linear ||180°
|-
| [[Datei:AX1E1-2D.svg|128px]] AX1E1 || [[Kohlenstoffmonoxid|CO]] || [[Datei:AX1E1-3D-balls.png|64px]] linear || [[Datei:AX1E0-3D-balls.png|64px]] linear ||
|-
|valign="top" rowspan="3" |3 || [[Datei:AX3E0-side-2D.svg|64px]] AX3 || [[Bortrifluorid|BF3]] [[Nitrat|NO3−]] [[Carbonat|CO32−]] || [[Datei:AX3E0-3D-balls.png|64px]] [[Dreieck|trigonal planar]] || [[Datei:Trigonal-3D-balls.png|64px]] trigonal planar || 120°
|-
| [[Datei:AX2E1-2D.svg|64px]] AX2E || [[Schwefeldioxid|SO2]] [[Ozon|O3]] [[Nitrit|NO2−]] || [[Datei:AX2E1-3D-balls.png|64px]] trigonal planar || [[Datei:Bent-3D-balls.png|64px]] gewinkelt || ca. 115°
|-
| [[Datei:AX1E2-2D.svg|64px]] AX1E2 || || [[Datei:AX1E2-3D-balls.png|64px]] trigonal planar || [[Datei:AX1E0-3D-balls.png|64px]] linear ||
|-
|valign="top" rowspan="4" |4 || [[Datei:AX4E0-2D.svg|64px]] AX4 || [[Methan|CH4]] [[Sulfatanion|SO42−]] [[Phosphat|PO43−]] [[Perchlorat|ClO4−]] || [[Datei:AX4E0-3D-balls.png|64px]] [[Tetraeder|tetraedrisch]] || [[Datei:Tetrahedral-3D-balls.png|64px]] tetraedrisch || 109,5°
|-
| [[Datei:AX3E1-2D.svg|64px]] AX3E || [[Ammoniak|NH3]] [[Phosphortrichlorid|PCl3]] || [[Datei:AX3E1-3D-balls.png|64px]] tetraedrisch || [[Datei:Pyramidal-3D-balls.png|64px]] [[Dreieck|trigonal]]-[[Pyramide (Geometrie)|pyramidal]] || ca. 107°
|-
| [[Datei:AX2E2-2D.svg|64px]] AX2E2 || [[Wassermolekül|H2O]] || [[Datei:AX2E2-3D-balls.png|64px]] tetraedrisch || [[Datei:Bent-3D-balls.png|64px]] gewinkelt || ca. 104°
|-
| [[Datei:AX1E3-2D.svg|64px]] AX1E3 || [[Chlorwasserstoff|HCl]] || [[Datei:AX1E3-3D-balls.png|64px]] tetraedrisch || [[Datei:AX1E0-3D-balls.png|64px]] linear ||
|-
|valign="top" rowspan="4" |5 || [[Datei:AX5E0-2D.svg|64px]] AX5 || [[Phosphorpentachlorid|PCl5]] || [[Datei:Trigonal-bipyramidal-3D-balls.png|64px]] [[Dreieck|trigonal]]-[[Bipyramide|bipyramidal]] || [[Datei:Trigonal-bipyramidal-3D-balls.png|64px]] trigonal-bipyramidal || 120° / 90°
|-
| [[Datei:AX4E1-2D.svg|64px]] AX4E || [[Schwefeltetrafluorid|SF4]], [[Schwefeltetrachlorid|SCl4]] || [[Datei:AX4E1-3D-balls.png|64px]] trigonal-bipyramidal || [[Datei:Seesaw-3D-balls.png|64px]] "Wippe", bisphenoidal || ca. 175° / 110°
|-
| [[Datei:AX3E2-2D.svg|64px]] AX3E2 || [[Chlortrifluorid|ClF3]] || [[Datei:AX3E2-3D-balls.png|64px]] trigonal-bipyramidal || [[Datei:T-shaped-3D-balls.png|64px]] T-förmig || ca. 87,5°
|-
| [[Datei:AX2E3-2D.svg|64px]] AX2E3 || [[Xenondifluorid|XeF2]] || [[Datei:AX2E3-3D-balls.png|64px]] trigonal-bipyramidal || [[Datei:Linear-3D-balls.png|64px]] linear || 180°
|-
|valign="top" rowspan="3" |6 || [[Datei:AX6E0-2D.svg|64px]] AX6 || [[Schwefelhexafluorid|SF6]] || [[Datei:AX6E0-3D-balls.png|64px]] [[Oktaeder|oktaedrisch]] (=quadratisch-bipyramidal, trigonal-antiprismatisch) || [[Datei:Octahedral-3D-balls.png|64px]] oktaedrisch (=quadratisch-bipyramidal, trigonal-antiprismatisch) || 90°
|-
| [[Datei:AX5E1-2D-1.svg|64px]] AX5E || [[Chlorpentafluorid|ClF5]] || [[Datei:AX5E1-3D-balls.png|64px]] oktaedrisch (=quadratisch-bipyramidal, trigonal-antiprismatisch) || [[Datei:Square-pyramidal-3D-balls.png|64px]] quadratisch-pyramidal || ca. 85°
|-
| [[Datei:AX4E2-2D.svg|64px]] AX4E2 || [[Xenontetrafluorid|XeF4]] || [[Datei:AX4E2-3D-balls.png|64px]] oktaedrisch (=quadratisch-bipyramidal, trigonal-antiprismatisch) || [[Datei:Square-planar-3D-balls.png|64px]] [[Quadrat (Geometrie)|quadratisch-planar]] || 90°
|-
|valign="top" rowspan="3" |7 || [[Datei:AX7E0-2D.svg|72px]] AX7 || [[Iodheptafluorid|IF7]] || [[Datei:AX7E0-3D-balls.png|64px]] [[Fünfeck|pentagonal]]-[[Bipyramide|bipyramidal]] || [[Datei:Pentagonal-bipyramidal-3D-balls.png|64px]] pentagonal-bipyramidal || 90° / 72°
|-
| [[Datei:AX6E1-2D.svg|72px]] AX6E || [XeOF5]− || [[Datei:AX6E1-3D-balls.png|64px]] pentagonal-bipyramidal || [[Datei:Pentagonal-pyramidal-3D-balls.png|64px]] pentagonal-pyramidal || ca. 90° / ca. 72°
|-
| [[Datei:AX5E2-2D.png|72px]] AX5E2 || XeF5− || [[Datei:AX5E2-3D-balls.png|64px]] pentagonal-bipyramidal || [[Datei:Pentagonal-planar-3D-balls.png|64px]] pentagonal-planar || 72°
|-
|valign="top" |8 || AX8 || IF8− ||[[Datei:AX8E0-3D-balls.png|64x64px]]
[[Viereck|tetragonal]]-[[antiprisma]]tisch
|[[Datei:Square-antiprismatic-3D-balls.png|64x64px]]
tetragonal-antiprismatisch
|78° / 73°
|}

Anmerkungen:
{{FNBox|
{{FNZ|a|[[Keilstrichformel]] mit Zentralatom: A, Liganden: X und Elektronenpaar: E}}
{{FNZ|b|nicht gebundene Elektronenpaare (blass gelb) als gedachte Bindungspartner}}
{{FNZ|c|reale räumliche Anordnung der Atome}}

{{FNZ|d|Winkel zwischen Liganden und Zentralatom X–A–X}}

|}}

== Grenzen der Anwendbarkeit ==
Das VSEPR-Modell lässt sich auf Moleküle anwenden, bei denen die an das Zentralatom gebundenen Reste (Atome oder Atomgruppen) nicht allzu groß werden und keine spezifischen Wechselwirkungen aufeinander ausüben.

Nicht oder nur eingeschränkt anwendbar ist sie auf [[Übergangsmetall]]verbindungen. Vielfach stimmen jedoch auch bei einfachen Molekülen die Bindungswinkel nicht mit dem Modell überein. Für Verbindungen mit [[Delokalisierung|delokalisierten Elektronen]] kann die Anwendung des Modells ebenfalls mit Schwierigkeiten verbunden sein, hier ist die Hinzuziehung der [[Molekülorbitaltheorie]] notwendig.

== Literatur ==
*{{Literatur
|Autor=Reinhart Ahlrichs
|Titel=Gillespie‐ und Pauling‐Modell — ein Vergleich
|Sammelwerk=[[Chemie in unserer Zeit]]
|Band=14
|Nummer=1
|Datum=1980
|Seiten=18–24
|DOI=10.1002/ciuz.19800140104}}
*{{Literatur
|Autor=Ronald J. Gillespie, Edward A. Robinson
|Titel=Models of molecular geometry
|Sammelwerk=[[Chemical Society Reviews]]
|Band=34
|Nummer=5
|Datum=2005
|Seiten=396–407
|DOI=10.1039/B405359C}}
* R. J. Gillespie, I. Hargittai: ''The VSEPR Model of Molecular Geometry.'' 8. Aufl., Allyn & Bacon, Boston 1991, ISBN 978-0-205-12369-8.

== Weblinks ==
{{Wikibooks|Allgemeine und Anorganische Chemie/ Struktur von Molekülen}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4273775-8}}

{{SORTIERUNG:Vseprmodell}}
[[Kategorie:Physikalische Chemie]]
[[Kategorie:Chemische Bindung]]
[[Kategorie:Isomerie]]

VSEPR-Modell - Versionsgeschichte

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