Geometria molecolare - VSEPR - chimica

Scritto da Dott. Crisafulli F..
Pubblicato il 30-03-2017 Revisionato il 16-04-2017
Dott. Crisafulli F.

Laureato in biologia, curo da oltre quindici anni siti di informazione scientifica.

La geometria molecolare descrive la struttura tridimensionale di una molecola e la disposizione degli atomi nello spazio attraverso l'analisi teorica della distribuzione degli elettroni e della disposizione degli atomi. I risultati teorici ottenuti possono essere, successivamente, analizzati attraverso la tecnica sperimentale per validare, oppure rigettare, la conformazione tridimensionale ipotizzata.

Comprendere la struttura tridimensionale di una molecola è di fondamentale importanza poiché molte caratteristiche chimiche e biologiche dipendono dalla sua conformazione tridimensionale. Inoltre, numerosi enzimi operano su specifiche forme molecolari e non su altre molecole che sono, anche solo lievemenete, differenti per struttura.

VSEPR

La VSEPR o Variance Shell Electronic Power Repulsion (repulsione delle coppie elettroniche nel guscio di valenza) è una importante teoria che descrive la geometria molecolare in base a semplici osservazioni teoriche. Attraverso la VSEPR, ad esempio, è possibile teorizzare l'effetto di una coppia di elettroni sulla disposizione degli atomi legati a un atomo centrale.

La migliore illustrazione teorica, relativa alla VSEPR, è quella di definire, idealmente, un atomo centrale e la relativa posizione degli altri atomi legati e di eventuali doppietti elettronici che compartecipano nella genesi della forma tridimensionale della molecola. Un grande vantaggio della VSEPR è proprio quello di valutare la disposizione tridimensionale, ipotizzando l'effetto di repulsione degli elettroni e degli stessi legami chimici nei confronti degli atomi.

La spiegazione teorica della VSEPR si basa su un concetto semplice: gli elettroni possiedono carica negativa e tendono a disporre, i relativi atomi di appartenza, alla massima distanza possibile. Per questa ragione, si formano delle strutture geometriche definite che, rispetto a quanto sperimentalmente verificato, si discostano soltanto per piccole frazioni.

VSPER e tipi di geometrie
Geometria Modello molecolare Esempio di molecola
Lineare Difluoruro di Berillio  Difluoruro di berillio (BeFl2)
Trigonale planare Trifluoruro di boro, struttura tridimensionale  Trifluoruro di boro (BF3)
Tetraedica Tetrafluoruro di carbonio, struttura tridimensionale  Trifluoruro di carbonio (CF4)
Trigonale bipiramidale Pentafluoruro di fosforo, struttura tridimensionale  Pentafluoruro di fosfororo (PF5)
Ottaedrica Esafluoruro di zolfo, struttura 3d  Esafluoruro di zolfo (SF6)

Negli esempi sopra riportati, gli atomi sono "idealmente" centrali e l'interazione degli elettroni non è considerata poiché trascurabile. Tuttavia, in alcune molecole, il doppietto elettronico interagisce con il guscio elettronico degli altri atomi; vista la carica negativa gli atomi sono respinti dal doppietto elettronico "libero" e, per questo motivo, la gemetria molecolare è fortemente influenzata dai doppietti elettronici spaiati.

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