VSEPR-Modell

Mögliche Anordnungen der Liganden um das Zentralatom (I. Hargittai, B. Chamberland, 1986)

Das VSEPR-Modell (von eng. Valence Shell Electron Pair Repulsion) wurde von Ronald Gillespie und Ronald Nyholm entwickelt, um für chemische Verbindungen eine anschauliche Abschätzung der Molekülgeometrie zu ermöglichen. Es berücksichtigt dabei nur die Abstoßungskräfte zwischen den Elektronenpaaren der Valenzschale eines von n Liganden L umgebenen Zentralatoms Z und basiert auf folgenden vier Regeln:

1. Die bindenden und freien Elektronenpaare eines Moleküls der allgemeinen Form ZL_n ordnen sich so um das Zentralatom , dass sie den größtmöglichsten Abstand voneinander haben.
2. Die freien Elektronenpaare E werden dabei als Pseudoliganden einer Pseudostruktur ZL_nE_m betrachtet und beanspruchen mehr Platz als die bindenden.
3. Der Raumbedarf der bindenden Elektronenpaare steigt mit zunehmender Elektronegativität der Liganden .
4. Mehrfachbindungen werden wie Einfachbindungen behandelt, beanspruchen aber mehr Platz als diese.

Um die möglichen geometrischen Anordnungen auszuloten, kann man sich die Elektronenpaare als Punkte auf einer das Zentralatom umgebenden Sphäre vorstellen. Je nach Anzahl der Liganden ergeben sich dann typische geometrische Formen, die der ersten Regel genügen (siehe nebenstehende Zeichnung). Abhängig von den weiteren Regeln entstehen auch verzerrte Figuren, die vom Idealtypus bezüglich der Bindungslängen und -winkel abweichen.

Einen Überblick gibt die nachstehende Tabelle:

Liganden	Molekültypen	Beispiel	Pseudostruktur	Realstruktur	Winkel
1	AX1	H2	linear	linear	180°
2	AX2	BeCl2 CO2	linear	linear	180°
	AX1E1	CO	linear	linear	180°
3	AX3	BF3 NO3- CO32-	trigonal planar	trigonal planar	120°
	AX2E	SO2 O3 NO2-	trigonal planar	gewinkelt	ca. 115°
	AX1E2		trigonal planar	linear	180°
4	AX4	CH4 SO42- PO43- ClO4-	tetraedrisch	tetraedrisch	109,5°
	AX3E	NH3 PCl3	tetraedrisch	trigonal-pyramidal	ca. 107°
	AX2E2	H2O	tetraedrisch	gewinkelt	ca. 104°
	AX1E3	HCl	tetraedrisch	linear	180°
5	AX5	PCl5	trigonal-bipyramidal	trigonal-bipyramidal	120° / 90°
	AX4E	SF4, SCl4	trigonal-bipyramidal	"Wippe", bisphenoidal	ca. 175° / 110°
	AX3E2	ClF3	trigonal-bipyramidal	T-förmig	ca. 87,5°
	AX2E3	XeF2	trigonal-bipyramidal	linear	180°
6	AX6	SF6	oktaedrisch (=quadratisch-bipyramidal, trigonal-antiprismatisch)	oktaedrisch (=quadratisch-bipyramidal, trigonal-antiprismatisch)	90°
	AX5E	ClF5	oktaedrisch (=quadratisch-bipyramidal, trigonal-antiprismatisch)	quadratisch-pyramidal	ca. 85°
	AX4E2	XeF4	oktaedrisch (=quadratisch-bipyramidal, trigonal-antiprismatisch)	quadratisch-planar	90°
7	AX7	IF7	pentagonal-bipyramidal	pentagonal-bipyramidal	90° / 72°
	AX6E	[XeOF5]-	pentagonal-bipyramidal	pentagonal-pyramidal	ca. 90° / ca. 72°
	AX5E2	XeF5-	pentagonal-bipyramidal	pentagonal-planar	72°
8	AX8	IF8-	tetragonal-antiprismatisch	tetragonal-antiprismatisch	78° / 73°

Literatur

• Ronald J. Gillespie: Molecular geometry, New York, Van Nostrand Reinhold, 1972.
  • deutsch: Molekülgeometrie. Elektronenpaar-Abstoßung und molekulare Struktur. Übersetzt von Joseph Grobe. Verlag Chemie, Weinheim 1975; ISBN 3-527-25610-5.
•  István Hargittai: Ronald J. Gillespie; the VSEPR model; and molecular symmetry. In: Structural Chemistry. Vol. 20, Nr. 2, 2009, S. 155–159, doi:10.1007/s11224-009-9439-7 (pdf).
•  I. Hargittai, B. Chamberland: The VSEPR Model of Molecular Geometry. In: Computers & Mathematics with Applications. 12, 1986, S. 1021-1038, doi:10.1016/0898-1221(86)90438-4 (pdf).