VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

1

November 12, 2013

VSEPR Theory

Return toTable ofContents

VSEPR Theory

Nov 2­8:34 PM

VSEPR Theory 

Valence Shell Electron Pair Repulsion

According to VSEPR theory, the molecules will adopt a shape/geometry  so as to reduce the repulsion between the bonded electrons.

http://phet.colorado.edu/en/simulation/molecule­shapes

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

2

November 12, 2013

Oct 22­2:45 PM

The VSEPR number of a molecule is a three digit number that can be used to determine a molecule's shape. 

Here's how you find it:

1.  Draw the Lewis structure for the molecule.  Locate the central atom, if applicable.

2.  The first digit of the VSEPR number is the total number of  electron­domains around the central atom.

VSEPR Numbers

Electron domains are either shared pairs of electronsor lone pairs of electrons

Multiple bonds (i.e. double or triple bonds) count as       only ONE electron domain.

Oct 22­2:45 PM

3.  The second digit of the VSEPR number is the total number of  bonding­domains around the central atom.

4.  The third digit of the VSEPR number is the total number of lone pairs around the central atom.

5.  Check your work ­ the first digit is equal to the sum of the second and third.

VSEPR Numbers (cont)

Bonding domains are single, double or triple bonds.

Each pair of electrons that are not involved in bondscounts as one lone pair.

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

3

November 12, 2013

Dec 1­3:53 PM

1 How many electron domains does CH4 have?

A 1B 2C 3D 4E 5

answ

er

Dec 1­3:53 PM

2 How many electron domains does H2O have?

A 1B 2C 3D 4E 5

answ

er

H H O 

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

4

November 12, 2013

Dec 1­3:53 PM

3 How many electron domains does CO2 have?

A 1B 2C 3D 4E 5

answ

er

C OO

Oct 23­10:27 AM

C

NCl

F

OSB

P

I

H

Si

SeXe

CH4Draw a Lewis Structure and use that to determine the VSEPR number

H

H

HC

H

Check to make sure that each atom has a full outer shell.  Now calculate the VSEPR #.

Electron domains = 4Bonding domains = 4Lone pairs of electrons = 0

Its VSEPR number is 4 4 0

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

5

November 12, 2013

Oct 23­10:27 AM

C

NCl

F

OSB

P

I

H

Si

SeXe

NF3Draw a Lewis Structure and use that to determine the VSEPR number

N F

F

F

Check to make sure that each atom has a full outer shell.  Now calculate the VSEPR #.

Electron domains = 4Bonding domains = 3Lone pairs of electrons = 1

Its VSEPR number is 4 3 1

Slide for Answer

Oct 23­10:27 AM

C

NCl

F

OSB

P

I

H

Si

SeXe

SiF4Draw a Lewis Structure and use that to determine the VSEPR number

F

Si

F

F F

Check to make sure that each atom has a full outer shell.  Now calculate the VSEPR #.

Electron domains = 4Bonding domains = 4Lone pairs of electrons = 0

Its VSEPR number is 4 4 0

Slide for Answer

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

6

November 12, 2013

Oct 23­10:27 AM

C

NCl

F

OSB

P

I

H

Si

SeXe

PO43­Draw a Lewis Structure and use that to determine the VSEPR number

O

P

O

O O

Check to make sure that each atom has a full outer shell.  Now calculate the VSEPR #.

Electron domains = 4Bonding domains = 4Lone pairs of electrons = 0

Its VSEPR number is 4 4 0

Slide for Answer

Oct 23­10:27 AM

FC

NCl

F

OSB

P

I

H

Si

SeXe

IF5 Draw a Lewis Structure and use that to determine the VSEPR number

FI

FF F

Check to make sure that each atom has a full outer shell.  Now calculate the VSEPR #.

Electron domains = 6Bonding domains = 5Lone pairs of electrons = 1

Its VSEPR number is 6 5 1

Slide for Answer

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

7

November 12, 2013

Molecular Geometry

Return toTable ofContents

Molecular Geometry

Oct 10­9:13 PM

 VSEPR  and molecule shape prediction

According to VSEPR theory, the repulsion between electron pairs causes molecular shapes to adjust so that the valence­electron pairs stay as far apart as possible.

The shape of a molecule plays an important role in determining its chemical and physical properties.  

To determine a molecule's shape, i.e. its molecular geometry, we must first determine its electron­domain geometry.  

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

8

November 12, 2013

Oct 22­2:45 PM

Recall:

Electron domains are either shared pairs of electrons  or lone pairs of electrons

Bonding domains are single, double or triple bonds.

Each pair of electrons that are not involved in bonds counts as one lone pair.

To determine the electron­domain geometry, look at the first number and use the following chart...

How does VSEPR theory help predict the shapes of molecules?

Oct 22­2:47 PM

Electron Domain Geometry

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

9

November 12, 2013

Aug 17­10:56 PM

Electron­Domain Geometry (EDG)

The EDG (2,3,4,5,or 6) gives us the general shape of the molecule, as shown here. 

However, these domains do not have to be bonds. 

The molecular geometry tells us if there is a bond or lone pair of electrons present, thereby specializing the general shape. 

Let's take a closer look...

Oct 25­8:11 PM

Linear Electron­Domain Geometry

Linear

Two atoms around a central one will form a linear shape with bond angles of 180o

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

10

November 12, 2013

Oct 25­8:12 PM

Linear Molecular Geometry

There is only one molecular geometry for linear electron­domain:  linear molecular geometry (220).

Oct 25­8:12 PM

Trigonal Planar Electron­Domain Geometry

trigonal planar

Three atoms around a central one will form a trigonal planar shape with bond angles of 120o

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

11

November 12, 2013

Oct 25­8:12 PM

Trigonal Planar Molecular Geometry

There are two molecular geometries:• Trigonal planar, if all the electron domains are bonding (330)

• Bent, if one of the domains is a nonbonding pair (321)

Oct 25­8:12 PM

120

trigonal planar(330)

117

bent(321)

Trigonal Planar Molecular Geometry

It is very important to note that unbonded pairs of electrons repel more strongly than bonded electrons thereby shrinking the bond 

angle between atoms

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

12

November 12, 2013

Oct 25­8:12 PM

Tetrahedral Electron­Domain Geometry

Four atoms around a central one will form a tetrahedral shape with bond angles of 109.5o

tetrahedral

Oct 25­8:13 PM

Tetrahedral Molecular Geometry

There are three molecular geometries:Tetrahedral, if all are bonding pairs (440)

Trigonal pyramidal, if one is a nonbonding pair (431)Bent, if there are two nonbonding pairs (422)

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

13

November 12, 2013

Oct 25­8:13 PM

Tetrahedral Molecular Geometry

tetrahedral  (440)

trigonal pyramidal(431)

bent (422)

109.5

107104.5

Again, note the decrease in bond angle as the number of high repelling unbonded pairs of electrons increase. 

Oct 25­8:13 PM

Five atoms around a central one will form a trigonal bipyramidal shape with bond angles of 120o and 90o

trigonal bipyramidal

Trigonal Bipyramidal Electron­Domain Geometry

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

14

November 12, 2013

Oct 25­8:13 PM

Trigonal Bipyramidal Molecular Geometry

Trigonal bipyramidal

Seesaw

T­shaped

Linear

Oct 25­8:14 PM

Trigonal Bipyramidal

(550)See­Saw (541)

T­Shape (532)

Linear (523)

Trigonal Bipyramidal Molecular Geometry

There are four molecular geometries for the trigonal bipyramidal electron domain geometry:

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

15

November 12, 2013

Oct 25­8:14 PM

Six atoms around a central one will form an octahedral shape with bond angles of 90o

octahedral

Octahedral Electron­Domain Geometry

Oct 25­8:14 PM

Octahedral Molecular Geometry

Square Planar

Octahedral

Square Pyramidal

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

16

November 12, 2013

Oct 25­8:14 PM

Octahedral (660)

Square Pyramidal

(651)

Square Planar (642)

Octahedral Molecular Geometry

There are only three molecular geometries for the octahedral electron domain geometry:

Oct 22­2:53 PM

VSEPR and molecular geometry

Using VSEPR numbers, you can determine molecular geometry.

VSEPR numbers are a set of 3 numbers.  

1) the total number of electron     domains2) the number of bonding     domains*3) the number of unshared pairs    of electrons

Electron­domain geometry has the same name as the first shape.

(*Remember that multiple bonds count as ONE domain)

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

17

November 12, 2013

Oct 11­7:53 PM

Draw the Lewis structure for ammonia, NH3.  

What are the VSEPR numbers for NH3? 4,3,1

What is the electron­domain geometry of NH3? tetrahedral

What is the molecular shape of NH3?                       

What is the N­H bond angle in the molecule? 107

What is the formal charge on the N atom? 5­5 = 0

VSEPR Numbers and Molecular Geometries

triangular pyramidal

slide for answer

Oct 11­7:53 PM

Draw the Lewis structure for ClF3.

What are the VSEPR numbers for ClF3? 5,3,2

What is the electron­domain geometry of ClF3?      trigonal bipyramidal

What is the molecular shape of ClF3? T

What would be the Cl­F bond angle(s)?     180, 90

What would be the formal charge on Cl?     7­7 = 0

VSEPR Numbers and Molecular Geometries

slide for answer

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

18

November 12, 2013

Oct 24­4:59 PM

4 The methane molecule (CH4) has which geometry?

A linear

B trigonal bipyramidal

C trigonal planar

D tetrahedral

answ

er

Oct 23­8:27 PM

5 Give the VSEPR number for this molecule.[*]

answ

er

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

19

November 12, 2013

Oct 23­8:27 PM

6 Give the VSEPR number for this molecule.

answ

er

Oct 23­8:27 PM

7 Give the VSEPR number for this molecule.

F                        Xe                      F

answ

er

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

20

November 12, 2013

Oct 24­4:55 PM

8 Which compound below contains an atom that is surrounded by more than an octet of electrons?

A PF5

B CH4

C NBr3D OF2

[*]

answ

er

Dec 1­3:44 PM

9 Which of the following molecules would have a bent shape?

A SO2

B SO3

C CH4

D C2H2

E HF

answ

er

A

VSEPR and Molecular Geometry 12 Nov.notebook

21

November 12, 2013

Dec 1­3:46 PM

10 Which of the following molecules would have a 104.5 degree bond angle between atoms?

A H2SB CF3ClC CO2

D PCl3E NO3­

answ

er

Dec 1­3:48 PM

11 The molecular shape and geometry of the nitrate ion (NO3­) would be:

A bentB linearC trigonal planarD trigonal bipyramidalE tetrahedral

answ

er

C