Почему неподелённые пары выглядят как фиолетовые облака?

Так визуализируется направление, в котором сосредоточена не связующая валентная плотность. Это не орбитали, а учебная метка: пары сильнее отталкивают связи, чем связь от соседней связи в грубом приближении.

Совпадают ли углы связи с табличными 109,5° и т.п.?

Только для идеальных симметричных многогранников. Реальные молекулы (H₂O, NH₃) искажены: неподелённые пары не эквивалентны связям, плюс влияние электроотрицательности. Для точности смотрите эксперимент или квантовый расчёт.

Почему у XeF₂ две связи и три неподелённые пары на ксеноне?

Стерическое число пять (тригональная бипирамида по доменам), три экваториальные позиции заняты парами, два фтора на осях — **линейная молекулярная форма** по ядрам. Типичный гипервалентный пример для курса.

Заменяет ли это полноценный просмотр молекул?

Нет. В «Просмотр молекул» даны реальные координаты конкретных веществ. Здесь цель — связать **числа** связей и пар с **названиями геометрий** и потренировать рассуждения в AXₙEₘ независимо от длины связи.

VSEPR: формы молекул (3D)

Теория отталкивания электронных пар валентной оболочки (VSEPR) предсказывает пространственное расположение электронных доменов (связующих и неподелённых пар) вокруг центрального атома. Стерическое число — это число таких доменов; оно задаёт электронную геометрию (линейную, тригональную плоскую, тетраэдрическую, тригональную бипирамидальную или октаэдрическую для 2–6 доменов). Молекулярная форма описывает, где реально находятся связанные атомы, когда часть направлений занята неподелёнными парами — в модели они чуть «крупнее» и сильнее отталкивают соседей. Симулятор показывает идеализованную схему шарик–стержень и полупрозрачные облака пар: направления доменов зафиксированы на симметричных многогранниках, а неподелённые пары размещаются по упрощённым правилам учебника (например, на тригональной бипирамиде пары предпочитают экваториальные вершины; на октаэдре две пары показаны транс друг к другу, чтобы четыре связи легли в плоскость). Ползунки меняют состав AXₙEₘ; пресеты соответствуют типичным примерам: CO₂, H₂O, NH₃, CH₄, PCl₅, SF₆, XeF₂, XeF₄ и др. Модель учебная, не квантовая оптимизация геометрии: реальные углы отличаются из-за электроотрицательности и π-связи, а для гипервалентных соединений иногда нужны МО-идеи поверх «мультика» VSEPR.

Для кого: Школьники и студенты начальных курсов общей химии, изучающие таблицы VSEPR, обозначение AXE и различие электронной геометрии и молекулярной формы.

Ключевые понятия

Теория VSEPR
Стерическое число
Электронная геометрия
Молекулярная форма
Обозначение AXE
Отталкивание неподелённых пар
Тригональная бипирамида
Октаэдрическая геометрия
Квадратно-плоская конфигурация

Загрузка 3D…

Геометрия VSEPR

Задайте число связующих пар (атомы X) и неподелённых пар на центральном атоме. Слоты для пар следуют учебным приоритетам (сначала экватор на бипирамиде; транс-пара на октаэдре). Бирюзовые сферы — лиганды; фиолетовые облака — неподелённые пары.

Связующие пары (X)4

Неподелённые пары (E)0

Примеры

Горячие клавиши

R — сброс к CH₄ (AX₄E₀)

Измеренные величины

Обозначение AXEAX4E0

Стерическое число4

Электронная геометрияТетраэдрическая

Молекулярная формаТетраэдрическая

Как это работает

VSEPR в 3D: число связующих и неподелённых пар у центрального атома (AXₙEₘ), электронная геометрия и молекулярная форма. Three.js: лиганды — бирюзовые сферы, пары — полупрозрачные облака; пресеты CO₂, H₂O, NH₃, CH₄, PCl₅, SF₆, XeF₂, XeF₄. Вращение мышью, R — сброс к CH₄.

Основные формулы

Стерическое число = (число связующих доменов) + (число неподелённых пар) у центрального атома

Пара–пара > пара–связь > связь–связь (качественно)

Тригональная бипирамида: неподелённые пары предпочитают экваториальные вершины (меньше столкновений под 90°).

Часто задаваемые вопросы

Почему неподелённые пары выглядят как фиолетовые облака?: Так визуализируется направление, в котором сосредоточена не связующая валентная плотность. Это не орбитали, а учебная метка: пары сильнее отталкивают связи, чем связь от соседней связи в грубом приближении.
Совпадают ли углы связи с табличными 109,5° и т.п.?: Только для идеальных симметричных многогранников. Реальные молекулы (H₂O, NH₃) искажены: неподелённые пары не эквивалентны связям, плюс влияние электроотрицательности. Для точности смотрите эксперимент или квантовый расчёт.
Почему у XeF₂ две связи и три неподелённые пары на ксеноне?: Стерическое число пять (тригональная бипирамида по доменам), три экваториальные позиции заняты парами, два фтора на осях — линейная молекулярная форма по ядрам. Типичный гипервалентный пример для курса.
Заменяет ли это полноценный просмотр молекул?: Нет. В «Просмотр молекул» даны реальные координаты конкретных веществ. Здесь цель — связать числа связей и пар с названиями геометрий и потренировать рассуждения в AXₙEₘ независимо от длины связи.