VSEPR Valence Shell Electron Pair Repulsion

... konulu sunumlar: "VSEPR Valence Shell Electron Pair Repulsion"— Sunum transkripti:

1 VSEPR Valence Shell Electron Pair Repulsion Değerlik Kabuğu Elektron Çiftleri İtmesi

2 NEVİL SİDGWİCK HERBERT MARCUS POWELL 1940 ta Sidgwick ve Powel, sadece tekli bağ içeren ABn genel formülündeki bileşiklerin geometrisinin bağ elektronlarının birbirini en az itecek şekilde oluştuğunu söylemişlerdir.

3 İdeal geometriden sapmaları inceleyen Nyholm ve Gillespie (1957), Sidgwick ve Powel tarafından önerilen kuralları geliştirerek VSEPR kuramını önerdiler: RONALD SYDNEY NYHOLM RONALD GİLLESPİE 1924-

4 Molekülün şeklinin belirlenmesinde merkez atomu çevresindeki değerlik elektron çiftleri arasındaki itme dikkate alınır. İtme kuvvetleri ortaklanmamış (paylaşılmamış / yalnız) (OEÇ) veya bağ yapan (kovalent bağ yapan) (BEÇ) elektron çiftleri arasındadır. Molekül, merkez atomu çevresindeki elektron çiftleri arasında en az itmenin olduğu en kararlı şekli alır.

5 moleküldeki atomların (çekirdeklerin) bağıl konumları
Molekülün şekli moleküldeki atomların (çekirdeklerin) bağıl konumları ile verilir.

6 Elektron çiftleri arasındaki itme kuvveti OEÇ-OEÇ > OEÇ-BEÇ > BEÇ-BEÇ sırasında azalır.
Çift bağlar arasındaki itme, tekli bağlar arasındakinden daha kuvvetlidir. Benzer şekilde üçlü bağlar arasındaki itme, ikili bağlar arasındakinden daha kuvvetlidir. Bir molekül veya iyonda bağ yapan elektron çiftleri arasındaki itme kuvveti, merkez ve uç atomların ortak bağ elektronlarını çekmesindeki farka da bağlıdır. Uç atomlar bağ elektronlarını ne kadar kuvvetli çekerse, merkez atom çevresinde bulunan bağ elektron çiftleri arasındaki itme de o kadar azdır.

7 İDEAL GEOMETRİLER

8 120o 109,5o 180o Doğrusal Üçgen Düzlem Düzgün Dörtyüzlü lineer trigonal planar Tetrahedral 120o 90o 90o tetrahedral 90o Üçgen çift piramit Düzgün Sekizyüzlü Üçgen bi piramit Oktahedral Trigonal pyramidal octahedral

9 ELEKTRON ÇİFTLERİ ARASINDAKİ İTME KUVVETLERİNİN
EN KÜÇÜK OLDUĞU HAL TERCİH EDİLMELİDİR. OEÇ - OEÇ OEÇ - BEÇ BEÇ - BEÇ

10 MERKEZ ATOM HİÇ ORTAKLANMAMIŞ ELEKTRON ÇİFTİNE (OEÇ) SAHİP DEĞİLSE MOLEKÜLÜN GEOMETRİSİ İDEAL HAL İÇİN VERİLEN GEOMETRİDİR.

11 İKİ ELEKTRON ÇİFTİ

12 BeH2 4Be [He] 2s2 2s1 2p1 2p0 2p sp + hn hibritleşme BEÇ BEÇ 1H 1s1 2
uyarılma 1 2 BEÇ BEÇ 1H 1s1 2

13 TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI
2 = İDEAL GEOMETRİ DOĞRUSAL (ÇİZGİSEL) Be BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 2 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI = Be H GEOMETRİ DOĞRUSAL (ÇİZGİSEL) 180o

14 80Hg [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p0 HgCl2 + hn uyarılma 6s1 6p1 6p sp hibritleşme 6p sp 17Cl [Ne] 3s2 3p5 2 BEÇ BEÇ

15 TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI
2 = İDEAL GEOMETRİ DOĞRUSAL (ÇİZGİSEL) Hg BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 2 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI = Hg Cl GEOMETRİ DOĞRUSAL (ÇİZGİSEL) 180o

16 ÜÇ ELEKTRON ÇİFTİ

17 3 ELEKTRON ÇİFTİ BULUNAN GEOMETRİDE ORTAKLANMAMIŞ ELEKTRON ÇİFTLERİ
HERHANGİ BİR KONUMA YERLEŞTİRİLEBİLİR. (BU DURUMLARIN HEPSİ DE ÖZDEŞTİR)

18 BF3 5B [He] 2s1 2s2 2p2 2p1 sp2 2p + hn hibritleşme BEÇ BEÇ BEÇ 9F
uyarılma BEÇ BEÇ BEÇ 9F [He] 2s2 2p5 3

19 TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI
3 = İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENDÜZLEM B BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 3 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI = F B GEOMETRİ ÜÇGENDÜZLEM 120o

20 SnCl2 50Sn [Kr] 4d10 5s2 5p2 sp2 5p hibritleşme sp2 5p 17Cl [Ne] 3s2 3p5 2 OEÇ BEÇ BEÇ

21 İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENDÜZLEM GEOMETRİ AÇISAL
TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 3 = İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENDÜZLEM Sn BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 2 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 1 = 3 elektron çifti de özdeş olduğu için OEÇ olarak herhangi biri seçilebilir. GEOMETRİ AÇISAL Sn Cl 95o

22 DÖRT ELEKTRON ÇİFTİ

23 4 ELEKTRON ÇİFTİ BULUNAN GEOMETRİDE ORTAKLANMAMIŞ ELEKTRON ÇİFTLERİ
TETRAHEDRAL YAPIDAKİ HER KONUMA YERLEŞTİRİLEBİLİR. (BU DURUMLARIN HEPSİ DE DOĞRUDUR)

24 CH4 6C [He] 2s1 2s2 2p3 2p2 sp3 + hn hibritleşme BEÇ BEÇ BEÇ BEÇ 1s1
uyarılma BEÇ BEÇ BEÇ BEÇ 1s1 1H 4

25 TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI
4 = İDEAL GEOMETRİ TETRAHEDRAL C BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 4 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI = C H GEOMETRİ TETRAHEDRAL 109,5o

26 NH3 7N [He] 2s2 2p3 sp3 hibritleşme sp3 1H 1s1 3 OEÇ BEÇ BEÇ BEÇ 1 4 3

27 İDEAL GEOMETRİ TETRAHEDRAL GEOMETRİ ÜÇGENPİRAMİT
TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 4 = İDEAL GEOMETRİ TETRAHEDRAL N BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 3 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 1 = 4 elektron çifti de özdeş olduğu için OEÇ olarak herhangi biri seçilebilir. GEOMETRİ ÜÇGENPİRAMİT N H 107o

28 H2O 8O [He] 2s2 2p4 sp3 hibritleşme sp3 1H 1s1 2 OEÇ OEÇ BEÇ BEÇ 1 4 3

29 İDEAL GEOMETRİ TETRAHEDRAL GEOMETRİ AÇISAL
TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 4 = İDEAL GEOMETRİ TETRAHEDRAL O BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 2 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 2 = 4 elektron çifti de özdeş olduğu için 1. OEÇ olarak herhangi biri seçilebilir. Kalan 3 elektron çifti de özdeş olacağı için 2. OEÇ olarak da herhangi biri seçilebilir O H GEOMETRİ AÇISAL 104,5o

30 İKİ BOYUTLU OLARAK ÇİZİLEN BU ŞEKİLLER
H O H İKİ BOYUTLU OLARAK ÇİZİLEN BU ŞEKİLLER BİRBİRİNDEN FARKLI GÖRÜLMEKTEDİR. FAKAT ÜÇ BOYUTLU OLARAK DÜŞÜNÜLEBİLİRSE BU DÖRT YAPI DA BİRBİRİNİN AYNISIDIR. O H O H

31 BEŞ ELEKTRON ÇİFTİ

32 axial dp 204 pm 219 pm sp2 equtorial sp2 120o sp2 90o dp dsp3 sp3d hibritleşmesi

33 5 ELEKTRON ÇİFTİ BULUNAN GEOMETRİDE ORTAKLANMAMIŞ ELEKTRON ÇİFTLERİ
DAİMA ÜÇGENÇİFTPİRAMİTİN EKVATOR BÖLGESİNE YERLEŞTİRİLİR.

34 BİLGİ İÇİN 1 tane OEÇ 2 tane OEÇ 3 tane OEÇ

35 PCl5 15P [Ne] 3s2 3s1 3p3 3d1 3d0 sp2 dp 3d0 + hn hibritleşme BEÇ BEÇ
uyarılma hibritleşme BEÇ BEÇ 2 3 BEÇ BEÇ BEÇ 17Cl [Ne] 3s2 3p5 5

36 TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI
5 = İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENÇİFTPİRAMİT P BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 5 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI = Cl P 90o GEOMETRİ ÜÇGENÇİFTPİRAMİT 120o

37 16S [Ne] 3s2 3p4 SF4 + hn 3d 3d1 sp2 dp 3p3 hibritleşme BEÇ BEÇ 3s2
uyarılma 3d 3d1 sp2 dp 3p3 hibritleşme BEÇ BEÇ 3s2 OEÇ BEÇ BEÇ 9F [He] 2s2 2p5 4

38 İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENÇİFTPİRAMİT GEOMETRİ TAHTAREVALLİ
TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 5 = S İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENÇİFTPİRAMİT BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 4 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 1 = 2 çeşit elektron çifti var. Ekvatordakiler veya eksendekiler. Hangisini seçmeliyim ? F s GEOMETRİ TAHTAREVALLİ 102o 173o

39 17Cl [Ne] 3s2 3p5 ClF3 + hn 3d 3d1 sp2 dp 3p4 hibritleşme BEÇ BEÇ 3s2
uyarılma 3d 3d1 sp2 dp 3p4 hibritleşme BEÇ BEÇ 3s2 OEÇ OEÇ BEÇ 9F [He] 2s2 2p5 3

40 İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENÇİFTPİRAMİT GEOMETRİ T - BİÇİMİ
TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 5 = Cl İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENÇİFTPİRAMİT BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 3 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 2 = Elektron çiftlerinin 3 farklı yerleşim biçimi var. İkisi ekvatorda , ikisi eksende , biri ekvatorda diğeri eksende. Hangisini seçmeliyim ? F Cl GEOMETRİ T - BİÇİMİ 87,5o

41 [Kr] 4d10 5s2 53I 5p6 5p5 ICl2─ + hn 5d1 sp2 dp 5d 5p5 hibritleşme 5s2
uyarılma 5d1 sp2 dp 5d 5p5 hibritleşme 5s2 BEÇ BEÇ OEÇ OEÇ OEÇ 17Cl [Ne] 3s2 3p5 2

42 İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENÇİFTPİRAMİT GEOMETRİ DOĞRUSAL
TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 5 = I İDEAL GEOMETRİ ÜÇGENÇİFTPİRAMİT BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 2 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 3 = Elektron çiftlerinin 3 farklı yerleşim biçimi var. İkisi ekvatorda biri eksende, ikisi eksende biri ekvatorda, üçü de ekvatorda. Cl I ─ GEOMETRİ DOĞRUSAL 180o

43 ALTI ELEKTRON ÇİFTİ

44 ALTI ELEKTRON ÇİFTİ

45 6 ELEKTRON ÇİFTİ BULUNAN GEOMETRİDE
BİRİNCİ ORTAKLANMAMIŞ ELEKTRON ÇİFTİ OKTAHEDRAL GEOMETRİDE HERHANGİBİR KONUMA YERLEŞTİRİLİR. İKİNCİ ORTAKLANMAMIŞ ELEKTRON ÇİFTİ İSE BİRİNCİYE TRANS (180 O ZIT) KONUMA YERLEŞTİRİLİR.

46 BİLGİ İÇİN 1 tane OEÇ 2 tane OEÇ 3 tane OEÇ 4 tane OEÇ

47 SF6 16S [Ne] 3s2 3s1 3p3 3p4 3d1 3d2 3d0 sp3d2 d3 + hn hibritleşme BEÇ
uyarılma BEÇ BEÇ BEÇ BEÇ BEÇ BEÇ 2s2 2p5 9F [He] 6

48 TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI
6 = İDEAL GEOMETRİ OKTAHEDRAL S BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 6 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI = S F 90o GEOMETRİ OKTAHEDRAL

49 53I [Kr] 4d10 5s2 5p5 IF5 + hn 5d2 sp3d2 5d 5p3 hibritleşme 5s2 OEÇ
uyarılma 5d2 sp3d2 5d 5p3 hibritleşme 5s2 OEÇ BEÇ BEÇ BEÇ BEÇ BEÇ 9F [He] 2s2 2p5 5

50 İDEAL GEOMETRİ OKTAHEDRAL GEOMETRİ KARE PİRAMİT
TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 6 = İDEAL GEOMETRİ OKTAHEDRAL I BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 5 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 1 = 6 elektron çifti de özdeş olduğu için OEÇ olarak herhangi biri seçilebilir. 85o I F GEOMETRİ KARE PİRAMİT

51 54Xe [Kr] 4d10 5s2 5p6 XeF4 + hn 5d2 sp3d2 5d 5p4 hibritleşme 5s2 OEÇ
uyarılma 5d2 sp3d2 5d 5p4 hibritleşme 5s2 OEÇ OEÇ BEÇ BEÇ BEÇ BEÇ 9F [He] 2s2 2p5 4

52 İDEAL GEOMETRİ OKTAHEDRAL GEOMETRİ KARE DÜZLEM
TOPLAM ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 6 = Xe İDEAL GEOMETRİ OKTAHEDRAL BAĞ YAPAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 4 = ORTAKLANMAYAN ELEKTRON ÇİFTİ SAYISI 2 = 2 çeşit elektron çifti var, cis veya trans konumdakiler. Hangisini seçmeliyim ? 90o Xe F GEOMETRİ KARE DÜZLEM

53 ÇOKLU BAĞ İÇEREN YAPILAR
VSEPR kuramında itme yönünden çoklu bağların da tekli bağlar gibi davrandığı varsayılarak geometrik yapılar belirlenir. Elektron yoğunluğunun daha fazla olması nedeniyle çoklu bağlar tekli bağlara oranla daha fazla itmeye maruz kalırlar, fakat bu molekülün temel yapısını etkilemez. O P Cl O C Cl 111o

54 - - VSEPR kuramı rezonans yapılarına da uygulanabilir.
Aşağıdaki yapılarda bağ açılarını tahmin edebilir misiniz ? - + + - N N O N N O N N ─ O O O O ─ N O ─ +