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VSEPR-Modell interaktiv
Das Elektronenpaarabstoßungsmodell (EPA-Modell) in 3D. Wähle ein Molekül, dreh es und blende die freien Elektronenpaare ein.
Was du in der App machst
Du wählst ein Molekül, von Kohlenstoffdioxid bis Xenontetrafluorid. Das Modell lässt sich mit dem Finger oder der Maus drehen.
Zu jedem Molekül gibt es einen Steckbrief: Zahl der Elektronendomänen, davon bindend und frei, Pseudostruktur, Molekülstruktur und Bindungswinkel.
Mit einem Schalter blendest du die freien Elektronenpaare ein. Dann siehst du die Pseudostruktur als vollständiges Polyeder. Ohne sie siehst du nur die Anordnung der Atome, also die Molekülstruktur.
Die 3D-Modelle zeigen idealisierte Geometrien. Die realen Bindungswinkel stehen im Steckbrief.
Die App läuft hier direkt auf der Seite.
Molekülgeometrie bestimmen in drei Schritten
Die App nutzt die ABE-Schreibweise. A ist das Zentralatom, B sind die gebundenen Atome, E die freien Elektronenpaare am Zentralatom. AB₂E₂ heißt also: ein Zentralatom, zwei gebundene Atome, zwei freie Elektronenpaare. So ist es bei Wasser.
Elektronendomänen zählen
Zähle alle Bindungen (B) und freien Elektronenpaare (E) am Zentralatom. Eine Mehrfachbindung zählt als eine Domäne.
Pseudostruktur bestimmen
Die Domänen ordnen sich mit möglichst großem Abstand an: 2 linear, 3 trigonal-planar, 4 tetraedrisch, 5 trigonal-bipyramidal, 6 oktaedrisch.
Molekülstruktur ablesen
Benannt wird nur die Anordnung der Atome. Die freien Elektronenpaare bestimmen die Form mit, tauchen im Namen aber nicht auf.
Freie Elektronenpaare stoßen stärker ab als Bindungen. Die Reihenfolge ist E-E vor E-B vor B-B. Deshalb drücken freie Elektronenpaare die Bindungswinkel zusammen.
Aufgaben zur App
1. Methan, Ammoniak und Wasser haben alle vier Elektronendomänen. Vergleiche die Bindungswinkel im Steckbrief. Warum werden sie von CH₄ über NH₃ zu H₂O kleiner?
Lösung zeigen
Die Zahl der freien Elektronenpaare steigt von null auf zwei. Freie Elektronenpaare brauchen mehr Platz und drücken die Bindungen zusammen.
2. Schwefeldioxid hat nur zwei gebundene Atome. Warum ist das Molekül trotzdem gewinkelt und nicht linear wie Kohlenstoffdioxid?
Lösung zeigen
Am Schwefel sitzt ein freies Elektronenpaar. Mit den zwei Bindungen sind das drei Domänen, die Pseudostruktur ist trigonal-planar.
3. Xenondifluorid hat drei freie Elektronenpaare und ist trotzdem linear. Blende die freien Elektronenpaare ein. Wo sitzen sie?
Lösung zeigen
Alle drei liegen in der Äquatorebene der trigonalen Bipyramide. Die beiden Fluoratome stehen sich an den Spitzen gegenüber.
Passt dazu
- Kartensatz für Synapso: VSEPR, 59 Karten. Zum Kartensatz
- Video: Alkane, Aufbau und Eigenschaften (darin: Methan und die Elektronenpaarbindung). Auf YouTube ansehen
Fragen zum VSEPR-Modell
Ist das VSEPR-Modell dasselbe wie das EPA-Modell?
Ja. VSEPR ist die englische Abkürzung (valence shell electron pair repulsion), EPA steht für Elektronenpaarabstoßung. Gemeint ist dasselbe Modell.
Was ist der Unterschied zwischen Pseudostruktur und Molekülstruktur?
Die Pseudostruktur beschreibt die Anordnung aller Elektronendomänen, also auch der freien Elektronenpaare. Die Molekülstruktur beschreibt nur, wo die Atome sitzen. Bei Wasser ist die Pseudostruktur tetraedrisch, die Molekülstruktur gewinkelt.
Warum weichen die Winkel im Modell von den echten Werten ab?
Die 3D-Modelle zeigen ideale Winkel, damit die Grundform gut zu erkennen ist. Die gemessenen Winkel stehen im Steckbrief zu jedem Molekül.