Teoría de repulsiones de Pares de Electrones de la capa de Valencia

Capa de valencia de electrones reglas de repulsión de los pares son un modelo en la química utilizada para predecir la forma de las moléculas individuales en base a la medida de par de electrones repulsión electrostática. También se llama la teoría de Gillespie-Nyholm después de que sus dos desarrolladores principales. La premisa de TRPECV es que los pares de electrones de valencia que rodean un átomo se repelen mutuamente entre sí, y por lo tanto va a adoptar una disposición que minimiza esta repulsión, determinando de este modo la geometría molecular. El número de átomos unidos a un átomo central más el número de pares de electrones no enlazantes de sus electrones de valencia se llama su número estérico.Teoría RPECV suele comparar y contrastar con la teoría de enlace de valencia, que se ocupa de la forma molecular a través de orbitales que son energéticamente accesibles para la vinculación. Teoría del enlace de valencia se ocupa de la formación de enlaces sigma y pi. Teoría de orbitales moleculares es otro modelo para entender cómo los átomos y los electrones se ensamblan en moléculas e iones poliatómicos.Teoría RPECV ha sido criticada por no ser cuantitativa, y por lo tanto se limita a la generación de "cruda", aunque estructuralmente precisas geometrías moleculares de las moléculas covalentes. Sin embargo, también se han desarrollado campos de fuerza mecánica molecular basada en RPECV.

HistoriaLa idea de una correlación entre la geometría molecular y el número de electrones de valencia se presentó por primera vez en una conferencia Bakerian en 1940 por Nevil Sidgwick y Herbert Powell en la Universidad de Oxford. En 1957 Ronald Gillespie y Ronald Sydney Nyholm en el University College London refinaron este concepto para construir una teoría más detallada capaz de elegir entre varias geometrías alternativas para moléculas determinadas.

DescripciónNyholm y Gillespie (1957) propusieron un conjunto de sencillos postulados que constituyen la Teoría de Repulsión del Par Electrónico del Nivel de Valencia (TRPENV) y que permite deducir la estereoquímica de muchos compuestos inorgánicos, los cuales se pueden resumir como sigue:

1º Cada par electrónico en el nivel de valencia es activo debido a que los pares de electrones de la capa de valencia adoptan una disposición que hace máxima la distancia que los separa.

2º El volumen espacial ocupado por los pares solitarios (electrones no enlazantes) es mayor que el ocupado por los pares de electronesenlazantes, de manera que las repulsiones entre pares se dan según laSecuencia par solitario/ par solitario > par solitario/par enlazante > parenlazante / par enlazante.

3º En el caso de moléculas con enlaces múltiples, las repulsiones entreEnlaces se dan según la secuencia, triple-sencillo>doble-sencillo>sencillo- sencillo. (Para determinar la estereoquímica exacta de una molécula con enlaces múltiples, “se asume”, que cada enlace múltiple está constituido por un par de electrones, debido a que los electrones que constituyen el enlace múltiple ocupan aproximadamente la misma región del espacio).

4º La repulsión entre pares que se da entre pares de enlace de una molécula ABn, disminuye al aumentar la electronegatividad de B. (Los electrones enlazantes van a estar más cerca del átomo B, disminuyendo de esta manera la repulsión de las regiones de enlace químico).

Ejemplos

Tipo de molécula

FormaDisposición electrónica† Geometría‡ Ejemplos

AB1EnMolécula diatómica

HF, O2

AB2E0 Lineal BeCl2, HgCl2, CO2

AB2E1 Angular NO2−, SO2, O3

AB2E2 Angular H2O, OF2

AB2E3 Lineal XeF2, I3−

AB3E0 Triangular plana BF3, CO32−, NO3

−, SO3

AB3E1 Pirámide trigonal NH3, PCl3

AB3E2 Forma de T ClF3, BrF3

AB4E0 Tetraédrica CH4, PO43−, SO4

2−, ClO4−

AB4E1 Balancín SF4

AB4E2 Cuadrada plana XeF4

AB5E0Bipirámide trigonal

PCl5

AB5E1Pirámide cuadrada

ClF5, BrF5

AB5E2 Pentagonal plana XeF—5

AB6E0 Octaédrica SF6

AB6E1Pirámide pentagonal

XeOF—5, IOF2-510

AB7E0Bipirámide pentagonal

IF7

Conclusión

La TRPEV es una manera sencilla de explicar y predecir cualitativamente la geometría molecular. Es como todo modelo aproximado, tiene limitaciones y excepciones. Sin embargo, funciona muy bien en el caso de molçeculas con átomos centrales que sean elementos representativos y cuyos enlaces se puedan describir bien con pares de electrones localizados entre los núcleos.

Para su empleo no se necesita de conocimientos de mecánica cuántica ya que no incluye orbitales atómicos o moleculares. El éxito de esta teoría para entender la forma geométrica de las moléculas a partir de unas pocas reglas sencillas la hace muy útil para comenzar a estudiar un tema tan complejo.