La teoría de la repulsión del par de electrones de la capa de valencia ( VSEPR ) ( / ˈ v ɛ s p ər , v ə ˈ s ɛ p ər / VESP -ər , [1] : 410 və- SEP -ər [2] ), es un modelo utilizado en química para predecir la geometría de moléculas individuales a partir del número de pares de electrones que rodean a sus átomos centrales. [3] También recibe el nombre de teoría de Gillespie-Nyholm en honor a sus dos principales desarrolladores, Ronald Gillespie y Ronald Nyholm .
La premisa de VSEPR es que los pares de electrones de valencia que rodean un átomo tienden a repelerse entre sí y, por lo tanto, adoptarán una disposición que minimice esta repulsión. Esto a su vez disminuye la energía de la molécula y aumenta su estabilidad, lo que determina la geometría molecular . Gillespie ha enfatizado que la repulsión electrón-electrón debida al principio de exclusión de Pauli es más importante para determinar la geometría molecular que la repulsión electrostática . [4]
Los conocimientos de la teoría VSEPR se derivan del análisis topológico de la densidad electrónica de las moléculas. Dichos métodos de topología química cuántica (QCT) incluyen la función de localización de electrones (ELF) y la teoría cuántica de átomos en moléculas (AIM o QTAIM). [4] [5] Por lo tanto, VSEPR no está relacionado con los métodos basados en la función de onda , como la hibridación orbital en la teoría del enlace de valencia . [6]
La idea de una correlación entre la geometría molecular y el número de pares de electrones de valencia (tanto compartidos como no compartidos) fue propuesta originalmente en 1939 por Ryutaro Tsuchida en Japón, [7] y fue presentada de forma independiente en una Conferencia Bakerian en 1940 por Nevil Sidgwick y Herbert Powell de la Universidad de Oxford . [8] En 1957, Ronald Gillespie y Ronald Sydney Nyholm del University College London refinaron este concepto en una teoría más detallada, capaz de elegir entre varias geometrías alternativas. [9] [10]
La teoría VSEPR se utiliza para predecir la disposición de los pares de electrones alrededor de los átomos centrales en las moléculas, especialmente en las moléculas simples y simétricas. Un átomo central se define en esta teoría como un átomo que está unido a dos o más átomos, mientras que un átomo terminal está unido a un solo átomo. [1] : 398 Por ejemplo, en la molécula de isocianato de metilo (H 3 C-N=C=O), los dos carbonos y un nitrógeno son átomos centrales, y los tres hidrógenos y un oxígeno son átomos terminales. [1] : 416 La geometría de los átomos centrales y sus pares de electrones no enlazantes determinan a su vez la geometría de la molécula completa más grande.
El número de pares de electrones en la capa de valencia de un átomo central se determina después de dibujar la estructura de Lewis de la molécula y expandirla para mostrar todos los grupos de enlace y los pares de electrones solitarios. [1] : 410–417 En la teoría VSEPR, un enlace doble o triple se trata como un grupo de enlace simple. [1] La suma del número de átomos enlazados a un átomo central y el número de pares solitarios formados por sus electrones de valencia no enlazantes se conoce como número estérico del átomo central.