Rozwiązanie:

 a)

b)

Liczba przestrzenna Lp atomu centralnego	Liczba wiązań σ	Liczba wiązań π	Kształt cząsteczki	Rodzaj hybrydyzacji dla atomu centralnego
3	3	1	trygonalny (trójkątny)	sp2

 

---

Wyjaśnienie:

Założenia teorii VSEPR:

1. Atomy uczestniczące w tworzeniu cząsteczki (lub jonu) muszą należeć do pierwiastków grup głównych.
2. W cząsteczce (lub jonie) można wyróżnić atom centralny oraz atomy ligandów.
${\text{EH}}_{\text{m}}{\text{A}}_{\text{n}}$
gdzie:
E – atom centralny
H – ligandy będące atomami wodoru
m – liczba ligandów będąca atomami wodoru
A – inne atomy będące ligandami
n – liczba innych ligandów

3. O budowie cząsteczki (lub jonu) decyduje tzw. liczba przestrzenna (L_p) – będąca sumą wolnych par elektronowych atomu centralnego oraz wiązań σ.
4. Wiązania π nie mają wpływu na ostateczny kształt cząsteczki (lub jonu).

 

Określenie budowy przestrzennej metodą VSEPR obejmuje 4 etapy:

Etap I. Określenie liczby elektronów walencyjnych cząsteczki (lub jonu): 

Jest ona sumą elektronów walencyjnych wszystkich atomów wchodzących w skład cząsteczki (lub jonu):

Dla COCl₂:
$L_{\text{el.wal}}=4\mathrm{e}{}^{-}+6\mathrm{e}{}^{-}+2\cdot 7\mathrm{e}{}^{-}=24\mathrm{e}{}^{-}$

Etap II. Obliczenie liczby wolnych par elektronowych atomu centralnego:

$L_{\text{w.p.el}}=\frac{1}{2}\cdot L_{\text{el.wal}}-4\text{n}-\text{m}$

Dla COCl₂:

$L_{\text{w.p.el}}=\frac{1}{2}\cdot 24-4\cdot 3-0=12-12=0$
Uwaga! Jeśli L_el.wal jest nieparzysta - otrzymaną wartość połówkową zawsze zaokrąglamy "w górę" np. $\frac{1}{2}\cdot 17\mathrm{e}{}^{-}=8,5=>9$

Etap III. Określenie liczby przestrzennej cząsteczki (lub jonu):

$L_{\text{p}}=L_{\text{w.p.el}}+\text{n}+\text{m}$

Dla COCl₂:

$L_{\text{p}}=0+3+0=3$

Etap IV: Określenie kształtu cząsteczki (lub jonu) na podstawie obliczonej liczby przestrzennej L_p:

Liczba przestrzenna	Kształt cząsteczki (lub jonu):	Hybrydyzacja
2	dygonalna (liniowa)	sp
3	trygonalna (trójkątna: trójkąt równoboczny lub równoramienny)	sp2
3	kątowa	sp2
4	tetraedr	sp3
4	piramida trygonalna	sp3
4	kątowa	sp3
5	bipiramida trygonalna	dsp3
6	oktaedr	d2sp3
7	bipiramida pentagonalna	d3sp3

 

Metodą VSEPR można również obliczyć lokalizację i liczbę wiązań π:

Wiązania π mogą występować tylko w tych cząsteczkach (lub jonach), których łączna liczba wolnych par elektronowych atomu centralnego i par σ nie wystarcza do utworzenia oktetu. Cząsteczki te (lub jony) muszą spełniać równocześnie 2 warunki:

• L_p ⩽ 3 
• Atom centralny i przynajmniej 1 z ligandów muszą być pierwiastkami grup: XIV, XV lub XVI.

Liczbę wiązań π w cząsteczce obliczamy z wzoru:

$L_{\pi }=4-L_{\text{p}}$

Dla COCl₂:

$L_{\pi }=4-3=1$