Метод Гиллеспи (раздаточный материал)

Метод (теория) отталкивания валентных электронных пар (ОВЭП) Сиджвика-Пауэлла. Правила Гиллеспи.

Этот метод позволяет предсказать структуру (геометрию молекул). В 1940 г его предложили Сиджвик и Пауэлл, а в 1957 г он был усовершенствован Гиллеспи и Найхамом.

1. Расположение электронных пар вокруг центрального атома в молекуле зависит от числа таких пар: они принимают пространственное положение, сводящее к минимуму их взаимное отталкивание.

2. По степени взаимного отталкивания электронные пары располагаются в ряд: НП−НП > НП−СП > СП−СП (отталкивание убывает). НП − несвязывающая (неподеленная) электронная пара ближе расположена к ядру и облако неподеленной пары электронов занимает большее пространство, чем связывающей электронной пары (СП).

3. Электронные пары занимают такие позиции, чтобы углы между ними были максимальны, а отталкивание минимально. Поэтому из нескольких возможных структур, включающих взаимодействие под углом 90°, наиболее благоприятна структура, обладающая наименьшим числом взаимодействий под углом 90° с неподеленной парой.

4. Электронное облако двойной связи занимает большее пространство, чем облако одинарной связи.

5. Чем более электроотрицателен атом − партнер центрального атома, тем меньше пространства вблизи центрального атома требуется для электронной пары. Так как она оттянута к атому-сосоду.

Подсчитывают стерическое число (СЧ) для центрального атома в молекуле, и в зависимости от его значения − такова и геометрия.

СЧ есть сумма связывающих электронных пар (т.е. число связей) и неподеленных электронных пар:

СЧ = СП + НП.

Если у центрального атома нет неподеленных пар, то СЧ = СП.

Кратность связи не влияет на предсказанные структуры: СЧ(ВН₂) = СЧ(СО₂) = 2.

Если один из присоединенных атомов заменен неподеленной парой, то геометрия молекулы меняется:

АВ3	АВ2Е
СЧ = 3	СЧ = 2 + 1
А − центральный атом; В − заместители (периферические атомы); Е − неподеленная электронная пара плоская треугольная молекула угловая молекула

или

АВ4	АВ3Е	АВ2Е2
СЧ (СН4) = 4 + 0	СЧ(:NH3) = 3 + 1	СЧ(Н2:) = 2 + 2
тетраэдрическое строение	тригональная пирамида	угловая
валентный угол 109,5°	валентный угол 107,3°	валентный угол 104,5°

Тип гибридизации центрального атома А	Стерическое число для центрального атома СЧ = СП + НП		Состав молекулы	Структура молекулы	Примеры
	СЧ	НП
sp или dp	2	0	АВ2	линейная	BeCl2; HgCl2; CO2
sp2, dp2 или sd2	3	0	АВ3	плоская треугольная	BF3; SO3; NO3−; CO32−; COCl2
	2	1	АВ2Е	угловая (изогнутая)	SnCl2; SO2; O3
sp3 или sd3	4	0	АВ4	тетраэдрическая	CH4; CCl4; NH4+; PO43−; POCl3
	3	1	АВ3E	тригональная призма	NH3; PF3; AsCl3; H3O+
	2	2	АВ2E2	угловая (изогнутая)	H2O; H2S; SF2
sp3dили spd3	5	0	АВ5	тригональная бипирамида	PF5
	4	1	АВ4E	искаженная тетраэдрическая	SF4
	3	2	АВ3E2	Т − образная	ClF3
	2	3	АВ2E3	линейная	XeF2; I3−; IF3
sp3d2 (dxy, dyz)	6	0	АВ6	октаэдрическая	SF6; PF6−; SiF62−
	5	1	АВ5E	квадратная пирамида	IF5
	4	2	АВ4E2	квадратная плоская	XeF4; IF4−
sp3d4	8	0	АВ8	додекаэдр