Differkinome

Skillnad mellan VSEPR och Valence Bond Theory

Vetenskap
Share

Huvudskillnad - VSEPR vs Valence Bond Theory

VSEPR och valensbindningsteori är två teorier i kemi som används för att förklara egenskaper hos kovalenta föreningar. VSEPR-teorin förklarar det rumsliga arrangemanget av atomer i en molekyl. Denna teori använder repulsionerna mellan ensamma elektronpar och bindelektronpar för att förutse formen av en viss molekyl. Valensbindningsteorin förklarar den kemiska bindningen mellan atomer. Denna teori förklarar överlappningen av orbitaler för att bilda antingen ett sigma-bindning eller en pi-bindning. Huvudskillnaden mellan VSEPR och valensbindningsteori är det VSEPR beskriver geometrin hos en molekyl medan valensböjsteori beskriver kemisk bindning i molekyler.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är VSEPR Theory
      - Definition, Förklaring, Ansökan med exempel
2. Vad är Valence Bond Theory
      - Definition, Förklaring, Ansökan med exempel
3. Vad är skillnaden mellan VSEPR och Valence Bond Theory
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Kovalent bindning, geometri, hybridisering, Pi Bond, Sigma Bond, Valence Bond Theory, VSEPR Theory

Vad är VSEPR Theory

VSEPR eller Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory är teorin som förutsäger en molekyls geometri. Med hjälp av VSEPR-teorin kan vi föreslå rumsliga arrangemang för molekyler som har kovalenta bindningar eller koordinationsbindningar. Denna teori är baserad på repulsioner mellan elektronpar i valensskalet av atomer. Elektronpar finns i två typer som bindningspar och ensamma par. Det finns tre typer av repulsion närvarande mellan dessa elektronpar.

  • Obligationspar - Obligationsparstötning
  • Bondpar - ensamstående repulsion
  • Lone Pair - ensamstående repulsion

Dessa repulsioner uppträder eftersom alla dessa par är elektronpar; Eftersom de är alla negativt laddade, stöter de varandra. Det är viktigt att notera att dessa avstängningar inte är lika. Den avstängning som skapas av ett ensamstående par är högre än det för ett obligationspar. Med andra ord behöver ensamma par mer utrymme än bindningspar.

  • Repulsion by Lone Pair> Repulsion by Bond Pair

VSEPR-teorin kan användas för att förutsäga både elektrongenometri och molekylär geometri. Elektrongeometrin är formen av molekylen inklusive de ensamma paren som är närvarande. Molekylgeometrin är formen av molekylen med tanke på endast bindelektronparen.

Följande former är de grundläggande formerna av molekyler som kan erhållas med användning av VSEPR-teorin. 

Figur 1: Molekylometrisk tabell

Geometrin hos en molekyl bestäms av antalet bindningspar och enstaka par runt en central atom. Den centrala atomen är ofta den minst elektronegativa atomen bland andra atomer som finns i molekylen. Den mest exakta metoden för att bestämma den centrala atomen är emellertid att beräkna den relativa elektronegativiteten hos varje atom. Låt oss betrakta två exempel.

  • BeCl2 (Berylliumklorid)

    Den centrala atomen är Be.
    Den har 2 valenselektroner.
    Cl atom kan dela en elektron per atom.
    Därför är det totala antalet elektroner runt den centrala atomen = 2 (från Be) + 1 × 2 (från cl atomer) = 4
    Därför är antalet elektronpar runt Be-atomen = 4/2 = 2
    Antal enskilda obligationer närvarande = 2
    Antal ensamma par närvarande = 2 - 2 = 0
    Därför är geometrin hos BeCl2-molekylen linjär.

Figur 2: Linjär struktur av BeCl2 Molekyl

  • H2O-molekylen

Den centrala atomen är O.
Antal valenselektroner runt O är 6.
Antal elektroner som delas av H per en atom är 1.
Därför är det totala antalet elektroner runt O = 6 (O) + 1 x 2 (H) = 8
Antal elektronpar runt O = 8/2 = 4
Antal ensamma par finns omkring O = 2
Antal enskilda obligationer som finns runt O = 2
Därför är geometrin av H2O vinklad.

Figur 3: Geometri av H2O-molekylen

När man tittar på ovanstående två exempel är båda molekylerna sammansatta av 3 atomer. Båda molekylerna har 2 enkla kovalenta bindningar. Men geometrier skiljer sig från varandra. Anledningen är att H2O har 2 ensamma par men BeCl2 har inga ensamma par. De ensamma paren på O-atom avstöder bondelektronparen. Denna repulsion får de två bindningarna att komma nära varandra. Men på grund av avstängningen mellan två bindningspar kan de inte komma väldigt nära. Det betyder att det finns en nettoavstängning mellan elektronpar runt O-atomen. Detta resulterar i en vinkelformad molekyl snarare än en linjär. I BeCl2 molekyl, förekommer inga repulsioner på grund av ensamma par eftersom det inte finns några ensamma par. Därför uppstår endast repulsioner av bindningspar och bindningarna befinner sig i de längsta positionerna där en minimal repulsion uppträder.

Vad är Valence Bond Theory

Valensbindningsteori är en teori som förklarar den kemiska bindningen i en kovalent förening. Kovalenta föreningar är sammansatta av atomer som är bundna till varandra genom kovalenta bindningar. En kovalent bindning är en typ av kemisk bindning som bildas på grund av fördelningen av elektroner mellan två atomer. Dessa atomer delar elektroner för att fylla sina orbitaler och bli stabila. Om det finns oparmade elektroner i en atom är det mindre stabilt än en atom som har parade elektroner. Därför bildar atomer kovalenta bindningar för att para alla elektroner.

Atomer har elektroner i sina skal. Dessa skal består av underskalor som s, p, d osv. Förutom s-delskal består det andra delskalet av orbitaler. Antalet orbitaler i varje delskal visas nedan.

Sub-shell

Antal orbitaler

Namn på orbitaler

s

0

-

p

3

px, py, pz

d

5

dxz, dxy, dyz, dx2y2, dz2

Varje omlopp kan hålla högst två elektroner som har motsatta spinn. Valensbindningsteorin indikerar att elektrondelning sker genom överlappning av orbitaler. Eftersom elektroner lockas till kärnan, kan elektroner inte helt lämna atomen. Därför delas dessa elektroner mellan de två atomerna.

Det finns två typer av kovalenta bindningar som kallas sigmabindningar och pi-bindningar. Dessa bindningar bildas på grund av överlappning eller hybridisering av orbitaler. Efter denna hybridisering bildas en ny omlopp mellan två atomer. Den nya orbitalen heter enligt typen av hybridisering. Ett sigma-bindning bildas alltid på grund av överlappningen av två s-orbitaler. En pi-bindning bildas när två p orbitaler överlappas.

Men när s orbital överlappar ett p-orbitalt, skiljer det sig från s-s orbitala överlappande och p-p-orbitala överlappningar. För att förklara denna typ av bindning, hittades hybridisering av orbitaler av forskaren Linus Pauling. Hybridisering orsakar bildandet av hybridorbitaler. Det finns tre huvudtyper av hybridorbitaler enligt följande.

sp3 Hybrid Orbitals

Denna omlopp bildas när en s-orbital och 3 p-orbital hybridiseras. (S-orbitalerna är sfäriska i form och p-orbital har en hantelform. Sp3 orbital får en ny form.) Därför har atomen nu 4 hybrid orbitaler.

sp2 Hybrid Orbitals

Denna omlopp bildas när en s-orbital och 2-p-orbital hybridiseras. Formen skiljer sig från s av orbitala och p orbitaler. Atomen har nu 3 hybridorbitaler och en icke-hybridiserad p-orbital.

sp hybrid orbitaler

Denna omlopp bildas när en s-orbital och en orbital hybridiseras. Formen skiljer sig från s av orbitala och p orbitaler. Nu har atomen 2 hybrid-orbitaler och 2 icke-hybridiserade p-orbitaler.

Figur 04: Former av hybridorbitaler

Skillnad mellan VSEPR och Valence Bond Theory

Definition

VSEPR: VSEPR-teorin är teorin som förutsäger en molekyls geometri.

Valence Bond Theory: Valensbindningsteori är en teori som förklarar den kemiska bindningen i en kovalent förening.

Grund

VSEPR: VSEPR-teorin är baserad på repulsionerna mellan ensamma elektronpar och bindelektronpar.

Valence Bond Theory: Valensbindningsteori bygger på överlappning av orbitaler för att bilda en kemisk bindning.

orbitaler

VSEPR: VSEPR-teorin ger inte detaljer om orbitaler som är närvarande i atomer av en molekyl.

Valence Bond Theory: Valensbindningsteori ger information om orbitalerna som finns i atomer av en molekyl.

Geometri

VSEPR: VSEPR-teorin ger molekylernas geometri.

Valence Bond Theory: Valensbindningsteori ger inte molekylernas geometri.

Kemisk bindning

VSEPR: VSEPR-teorin indikerar inte vilka typer av bindningar som finns mellan atomer.

Valence Bond Theory: Valensbindningsteori anger vilka typer av bindningar som finns mellan atomer.

Slutsats

Både VSEPR-teori och valensbindningsteori är grundläggande teorier som har utvecklats för att förstå former och bindning av kemiska arter. Dessa teorier appliceras på föreningar som har kovalenta bindningar. Skillnaden mellan VSEPR och valensbindningsteori är att VSEPR-teorin förklarar formen av en molekyl medan valensbindningsteori förklarar skapandet av kemiska bindningar mellan atomer av en molekyl.

referenser:

1. Jessie A. Key och David W. Ball. "Inledande kemi - 1 kanadensisk utgåva." Valence Bond Theory och hybrid orbitals | Introduktionskemi - 1 kanadensisk utgåva. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 28 juli 2017. 
2. "Förklaring av Valence Bond Theory - gränslös öppen textbok." Gränslös. 19 aug 2016. Web. Tillgänglig här. 28 juli 2017. 

Image Courtesy:

1. "VSEPR geometrier" av Dr. Regina Frey, Washington University i St. Louis - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "H2O Lewis Structure PNG" Av Daviewales - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Wikimedia Commons
3. "Orbitale orbitali ibridi" (Pubblico dominio) via Commons Wikimedia

Vetenskap
×