Lecture 25: VSEPR

1. Lecture 25: VSEPR • Reading: Zumdahl 13.13 • Outline • Concept behind VSEPR • Molecular geometries พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

2. VSEPR Background • ความรู้เดิมที่เราทราบคือลักษณะของอิเล็กตรอนคู่ในโครงสร้างลิวอิสสามารถแบ่งได้เป็นสองลักษณะคือ • electron pairs: bonding and lone. • The Lewis Dot Structure สามารถบอกเราถึงพันธะภายใน โมเลกุล แต่ไม่ได้บอกถึงลักษณะโรงสร้างทางgeometry? • Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR). • 3D structure is determined by minimizing repulsion of electron pairs. พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

3. VSEPR Background • Must consider both bonding and lone pairs in minimizing repulsion. • Example: CH4 Lewis Structure VESPR Structure พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

4. VSEPR Background • Example: NH3 (both bonding and lone pairs). Lewis Structure VSEPR Structure พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

5. VSEPR Background • The previous examples illustrate the strategy for applying VSEPR to predict molecular structure: 1. Construct the Lewis Dot Structure 2. Arranging bonding/lone electron pairs in space such that repulsions are minimized. พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

6. VSEPR Background • Linear Structures: angle between bonds is 180° • Example: BeF2 180° พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

7. VSEPR Background • Trigonal Planar Structures: angle between bonds is 120° • Example: BF3 120° พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

8. VSEPR Background • Pyramidal: Bond angles are <120°, and structure is nonplanar: • Example: NH3 107° พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

9. VSEPR Background • Tetrahedral: Any (and every) HCH angle between bonds is ~109.5° • Example: CH4 109.5° พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

10. VSEPR Background • Tetrahedral: angle may vary from 109.5° (exactly) due to size differences between bonding and lone pair electron densities (implies orbitals). bonding pair lone pair Takes up more space than a bonding pair. พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

11. VSEPR: Tetrahedral • Classic example of tetrahedral angle shift: from perfect tetrahedral (109.5°) to real water: พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

12. VSEPR Comparison of CH4, NH3, and H2O Tetrahedral (trigonal) pyramidal bent The molecules are not tetrahedral (only CH4 is); However, in all cases the electrons (octet) are ~tetrahedrally arranged about the central atom พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

13. VSEPR shape (PCl5) • Trigonal Bipyramidal, 120° in plane, and two orbitals at 90° to plane: • Example, PCl5: 90° 120° พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

14. VSEPR and Octahedral Shape • Octahedral: all angles are 90°: • Example, SCl6: 90° พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

15. Advanced VSEPR • Square Planar versus “See Saw” See Saw Square Planar No dipole moment พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

16. Advanced VSEPR • Driving force for last structure was to maximize the angular separation of the lone pairs. Lone Pairs need to have more room and be further from other pairs than bonding pairs. พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

17. Advanced VSEPR Applications • VESPR and resonance structures. Must look at VESPR structures for all resonance species to predict molecular properties. พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

18. VSEPR • Provide the Lewis dot and VESPR structures for CF2Cl2. Does it have a dipole moment? 32 e- Tetrahedral พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

19. VSEPR and more molecules พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

20. VSEPR and more molecules พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ

21. พันธะเคมี ชุดที่4 อ.ศราวุทธ