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
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
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.
Ещё из «Химия»
Другие симуляторы в этой категории — или все 21.
Гальванический элемент
Два полуэлемента, мост, вольтметр; E° и E ячейки по Нернсту от концентраций (учебные E°).
Закон Гесса (пути энтальпии)
Два шага против прямого ΔH на диаграмме уровней; сумма шагов и заявленный общий ΔH.
Элементарная ячейка: ПК / ОЦК / ГЦК
Обычные кубические ячейки; проекция с изменением углов рыскания и тангажа — узлы решётки до детализации базиса.
Последовательный опыт Штерна–Герлаха
Два прибора ШГ: P(вверх на SG₂) = cos²(θ/2) или sin²(θ/2) после фильтра |±z⟩.
Просмотр молекул (3D)
Распространённые молекулы в 3D. Вращайте, масштабируйте. Модели типа шарик-стержень.
Периодическая таблица
Нажмите на элемент, чтобы узнать его свойства, электронную конфигурацию и применение.