Molekulare Stoffe besitzen eine 3-dimensionale Gestalt, aus deren Information sich einige Eigenschaften ableiten lassen, beispielsweise ob eine Verbindung polar oder unpolar ist. Damit lässt sich beispielsweise die Wasserlöslichkeit einer Verbindung ableiten.
Woher bekommt man die Information über den räumlichen Bau, denn die Valenzstrichformel informiert nur über die Bindungen (bzw. Bindungsverhältnisse), gibt aber keine Information über den räumlichen Bau.
Der räumliche Bau eines Moleküls lässt sich ganz einfach mit einem einfachen Modell ableiten, unter der Annahme, dass Elektronen sich aufgrund ihrer gleichen Ladung (negative Ladung) möglichst weit voneinander abstoßen. Wichtig: Bei diesem Modell betrachtet man Bindungen (zwischen Atomen) und eine Bindung wird aus mind. zwei Elektronen aufgebaut.
Betrachtet man nun, wie sich 2 bzw. 3 Elektronenpaare max. weit entfernt voneinander abstossen können, kommt man zu folgenden Geometrien:
So liegen zwei Elektronenpaare einander gegenüber, linear auf einer Geraden (der Winkel zwischen den Bindungen beträgt 180°). Drei Elektronenpaare befinden sich planar auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks (der Winkel zwischen den Bindungen beträgt 120°). So kann man i.d.R. auf die richtige Molekülgestalt schließen, da der Winkel zwischen den Bindungen immer max. sein sollte (Achtung: Ausnahmen), so ist 3 mal 120° besser als 1 mal 180° und 2 mal 90°.
Das EPA (Elektronenpaarabstoßungsmodell) oder VSEPR-Modell (Valence Shell Electron Pair Repulsion, deutsch
Valenzschalen-Elektronenpaarabstoßungsmodell)
Die Grundregel des EPA-Modells besagt, dass sich Elektronenpaare so verhalten, als würden sie sich voneinander abstoßen und sich daher max. voneinander entfernt anordnen würden (größtmöglicher Winkel zueinander).
Dieses Modell wurde 1957 von Gillespie entwickelt, deswegen wird das EPA-Modell auch Gillespie-Modell genannt.
Hier im ersten Kapitel sollen nur Moleküle betrachtet werden, die keine freien Elektronenpaare besitzen und nur Einfachbindungen besitzen:
1. Schritt: Man stellt die Valenzstrichformel auf, um herauszufinden, welches Atom das “Zentralatom” ist, und wie viele Bindungen von diesem Atom ausgehen.
2. Schritt: Ermitteln der Anzahl der Bindungen, die von diesem Zentralatom zu den Bindungspartnern ausgehen (Beispiel: CH4, C ist das Zentralatom mit 4 Bindungen zu den 4 H-Atomen).
3. Schritt: Auswahl des “Grundkörpers”, der der ermittelten Zahl aus dem 2.Schritt entspricht.
