Ruimtelijke bouw met VSEPR
Met de VSEPR-theorie voorspel je de vorm van een molecuul of ion rond een centraal atoom. Dat is nodig om bindingshoeken te begrijpen, ook bij examenvragen over stoffen zoals propeenoxide.
VSEPR staat voor Valentie-Schil-Elektronen-Paar-Repulsie. De naam zegt al wat er gebeurt. Elektronenparen in de valentieschil van een centraal atoom stoten elkaar af. Ze gaan daarom zo ver mogelijk uit elkaar.
Het gaat om alle groepen elektronenparen rond het centrale atoom. Bindende elektronenparen tellen mee, en vrije elektronenparen tellen ook mee. Het aantal van die groepen noemen we het omringingsgetal.
Bij omringingsgetal 2 ligt het molecuul op één lijn. De bindingshoek is dan 180°. Bij omringingsgetal 3 liggen de groepen in een plat vlak, met een bindingshoek van ongeveer 120°. Bij omringingsgetal 4 wijzen de groepen naar de hoeken van een tetraëder. De bindingshoek is dan ongeveer 109°.
Let op bij samengestelde ionen zoals NH4+. Ook daar tel je de groepen rond het centrale atoom. Het ion krijgt dan dezelfde ruimtelijke bouw als een molecuul met dat omringingsgetal.
Bij een ring van drie atomen past de ideale hoek niet. De werkelijke bindingshoek wijkt dan af van de verwachte waarde.
Onthoud
Elektronenparen rond een centraal atoom stoten elkaar af en gaan zo ver mogelijk uit elkaar.
Bindende en vrije elektronenparen tellen samen mee voor het omringingsgetal.
Omringingsgetal 2 geeft een lineaire bouw met een bindingshoek van 180°.
Omringingsgetal 3 geeft een plat vlak met 120°, en omringingsgetal 4 een tetraëder met 109°.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Wat is de verwachte bindingshoek C-O-C volgens VSEPR, en hoe groot is de hoek werkelijk in propeenoxide?
- 1
Het O-atoom in propeenoxide heeft twee bindingen met C-atomen en twee vrije elektronenparen.
Veelgemaakte fouten
Vrije elektronenparen vergeten bij het bepalen van het omringingsgetal. Tel ze altijd mee, want ook zij stoten elkaar af.
Alleen de atomen tellen in plaats van de groepen elektronenparen. Tel bindingen en vrije elektronenparen samen rond het centrale atoom.
Snel checken
Het centrale atoom van een molecuul heeft omringingsgetal 3. Welke bouw en bindingshoek hoort daarbij volgens VSEPR?
Hoe groot is de bindingshoek rond het N-atoom in het ammoniumion NH4+ volgens VSEPR?