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…

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.

Другие симуляторы в этой категории — или все 21.

Вся категория →
НовоеСредний

Гальванический элемент

Два полуэлемента, мост, вольтметр; E° и E ячейки по Нернсту от концентраций (учебные E°).

Запустить симулятор
НовоеНачинающий

Закон Гесса (пути энтальпии)

Два шага против прямого ΔH на диаграмме уровней; сумма шагов и заявленный общий ΔH.

Запустить симулятор
НовоеНачинающий

Элементарная ячейка: ПК / ОЦК / ГЦК

Обычные кубические ячейки; проекция с изменением углов рыскания и тангажа — узлы решётки до детализации базиса.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Последовательный опыт Штерна–Герлаха

Два прибора ШГ: P(вверх на SG₂) = cos²(θ/2) или sin²(θ/2) после фильтра |±z⟩.

Запустить симулятор
ПопулярноеНачинающий

Просмотр молекул (3D)

Распространённые молекулы в 3D. Вращайте, масштабируйте. Модели типа шарик-стержень.

Запустить симулятор
ПопулярноеНачинающий

Периодическая таблица

Нажмите на элемент, чтобы узнать его свойства, электронную конфигурацию и применение.

Запустить симулятор