Méthode VSEPR

Méthode VSEPR

VSEPR est l'abréviation de Valence Shell Electron Pair Repulsion, c'est-à-dire Répulsion des Paires d'Électrons des Couches de Valence.

Cette méthode permet de déduire à l'aide de quelques règles simples, la géométrie des molécules. Elle est basée sur le fait que la structure spatiale d'une molécule dépend de la disposition des électrons autour de l'atome central.

La disposition des électrons liants et non-liants de l'atome central dépend :

du nombre d'atomes qui l'entoure

du nombre de doublet(s) non liant(s) qui entoure(nt) l'atome central.

Principe de la méthode

Pour une molécule, il faut suivre les démarches suivantes :

Etablir la structure de Lewis de la molécule.

Si l'atome central (ou l'atome d'un squelette moléculaire) est lié à n atomes (qu'importe qu'il s'agisse de liaisons simples, doubles ou triples) et s'il possède m doublets non-liants, on écrit : AX_nE_m.

Cette écriture signifie que l'atome A est lié à n atomes X et possède m doublets d'électrons. C'est l'expression de AX_nE_m qui détermine la géométrie de la molécule et plus particulièrement la valeur de m + n :

m + n =
2	AX₂E₀
3	AX₃E₀ - AX₂E₁
4	AX₄E₀ - AX₃E₁ - AX₂E₂
5	AX₅E₀ - AX₄E₁ - AX₃E₂ - AX₂E₃
6	AX₆E₀ - AX₅E₁ - AX₄E₂

Si n + m = 2, le système est digonal

Pour le système AX₂E₀, la géométrie de la molécule est linéaire. L'angle entre les deux liaisons est de 180°. C'est le cas des molécules comme l'hydrure de béryllium BeH₂, le dioxyde de carbone CO₂, l'acide cyanhydrique HCN.

Si n + m = 3, le système est trigonal plan

Pour le système AX₃E₀, la géométrie est triangulaire équilatérale, avec des angles entre liaison de 120°. C'est le cas de l'hydrure de bore BH₃, le chlorure d'aluminium AlCl₃, le formaldéhyde CH₂O, le trioxyde de soufre SO₃, l'ion nitrate NO₃^-.

Pour le système AX2E1, la molécule est coudée à un angle inférieur à 120°. C'est le cas du chlorure de nitrosyle NOCl, du dioxyde de soufre SO₂, du dioxyde d'azote NO₂, du chlorure d'étain (II) SnCl₂.

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Si n + m = 4, le système est tétragonal

Pour les systèmes AX₄E₀, la géométrie est tétraédrique avec des angles de liaison de 109°28'. C'est le cas de CH₄, NH₄⁺, SO₄^2-, POCl₃,

Pour les systèmes AX₃E₁, la géométrie est pyramidale à base triangulaire avec des angles inférieurs à 109°28'. C'est le cas de NH₃, H₃O⁺, SOBr₂,ClO₃^-,

Pour les systèmes AX₂E₂, la molécule est coudée avec un angle inférieur à 109°28'. C'est le cas de H₂O, NH₂^-, ClO₂^-.

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Si n + m = 5, le système est bipyramidal à base triangulaire

Il y a deux séries angles entre liaisons. Les angles entre liaisons de la base triangulaire sont de 120°. Les angles entre liaisons de la base triangulaire et du plan vertical est de 90°.

Pour des systèmes AX₅E₀, le système est bipyramidal à base triangulaire. C'est le cas de SbCl₅, de PCl₅, de SOF₄, de Fe(CO)₅.

Pour les systèmes AX₄E₁, la géométrie est celle d'un tétraèdre non régulier. C'est le cas de IF₄⁺, TeCl₄, SF₄, IOF₃, XeF₂O₂.

Pour les systèmes AX₃E₂, la géométrie est en T. C'est le cas ClF₃, ICl₂Ph.

Pour les systèmes AX₂E₃, la géométrie est linéaire. C'est le cas de I₃^-, XeF₂.

Si n + m = 6, le système est octaédrique

Il y a deux séries d'angles entre liaisons : les angles entre liaisons de la base triangulaire sont de 120°, et les angles entre liaisons de la base triangulaire et du plan vertical est de 90°.

Pour les systèmes AX₆E₀, la géométrie est celle d'un octaèdre. C'est le cas de SF₆, IF₅O, IO₂(OH)₄^-.

Pour les systèmes AX₅E₁, la géométrie est celle d'une pyramide à base carrée. C'est le cas de BrF₅, XeF₄O.

Pour les systèmes AX₄E₂, la géométrie est celle d'un carré. C'est le cas de ICl₄^-, de XeF₄.

Bibliographie