V5 12.2 VSEPR-theorie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

§ 12.2 - VSEPR-theorie

Herhaling soorten bindingen V4 (polaire atoombinding, VdW-binding, waterstofbrug)

Ruimtelijke bouw van moleculen

Vraag van de dag

Waarom ziet een watermolecuul eruit als Mickey Mouse?

Polaire atoombinding

• Bij waterstofchloride (HCl) hebben H en Cl allebei nog 1 elektron nodig voor de edelgasconfiguratie.
• Chloor trekt harder aan het gemeenschappelijk elektronenpaar dan waterstof. 

Polaire atoombinding

• Gevolg: het elektronenpaar zit wat dichter bij het chlooratoom, dan bij het waterstofatoom.
• Hierdoor krijgt het chlooratoom een beetje negatieve lading, weergegeven met  δ-. 
• Het waterstofatoom krijgt een beetje positieve lading, weergegeven met δ+.

Polaire atoombinding

• Zo'n gedeeltelijke lading, δ+, wordt ook wel partiële lading genoemd. 
• De atoombinding noem je dan een polaire atoombinding.

Waarom bestaat een polaire atoombinding?

• Elektronegativiteit (EN) is een maat voor de kracht waarmee een atoom de elektronen van een atoombinding aantrekt.
• De waarden staan in Binas tabel 40A
• Atoom met hoogste EN trekt het sterkste aan de elektronen en wordt δ-.
• Het verschil in EN bepaalt het soort binding.

Elektronegativiteit

• Het verschil in EN (ΔEN) bepaalt het soort binding.
• EN(Cl): 3,2 en EN(H): 2,1
• ΔEN = 1,1 dus polaire atoombinding

ΔEN	Soort binding
< 0,4	Apolair
0,4-1,7	Polair
> 1,7	Ion

Vanderwaals binding (VdW)

• Aantrekkingskracht tussen moleculen onderling
• Sterkte van de vanderwaalsbinding neemt toe bij een hogere molecuulmassa

Smeltpunt: -182 ºC

Kookpunt: -161 ºC

Smeltpunt: -140 ºC

Kookpunt: 0 ºC

Smeltpunt: -30 ºC

Kookpunt: 174 ºC

Waterstofbruggen (H-brug)

• Bestaat bij -OH en -NH groepen
• Aantrekking tussen δ+ van de H en δ- van de O of N
• Stoffen die H-bruggen kunnen vormen zijn vaak goed oplosbaar in water

Dipoolmoleculen

• Moleculen met een polaire atoombinding kunnen een dipoolmolecuul zijn.
• CO₂ is geen dipoolmolecuul, maar heeft wel polaire atoombindingen. 
• SO₂ is wel een dipoolmolecuul en heeft ook polaire atoombindingen. Hoe zit dat?

VSEPR-theorie

• Theorie gebruikt om de ruimtelijke bouw van een molecuul te voorspellen
• Valence-Shell Electron-Pair Repulsion
• Ruimtelijke bouw wordt gebaseerd op het omringingsgetal
• Omringingsgetal is de som van het aantal atomen rondom het centrale atoom + het aantal vrije elektronenparen rondom dat atoom

Omringingsgetal - voorbeeld

Water: H₂O

O heeft twee V.E.P., H heeft er geen

O heeft een omringingsgetal van 4

Wat is het omringingsgetal van methaan (CH₄)?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Wat is het omringingsgetal van formaldehyde (H₂C=O)?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Omringingsgetal en ruimtelijke bouw

• Ruimtelijke bouw is zo dat alles zo ver mogelijk van elkaar af zit. Atomen willen niet vlak bij elkaar zitten en vrije elektronenparen ook niet bij atomen.

Ammoniak (NH₃)

• Lewisstructuur: 1 vrij elektronenpaar
• Omringingsgetal: 4
• 3 atomen en 1 VEP
• Ruimtelijke bouw is een tetraëder

De vraag van de dag beantwoord

Waarom ziet een watermolecuul eruit als Mickey Mouse?