EPA-Modell

Das Elektronenpaarabstoßungsmodell oder auch VSPER-Modell (Valence shell electron pair repulsion) ist ein Konzept zur Beschreibung der räumlichen Anordnung um ein kleineres Molekül oder eines Ausschnitts aus einem größeren Molekül, über die Anzahl der beteiligten Atome, der freien Elektronenpaare und deren Wechselwirkungen.

Elektronen sind negativ geladen und stoßen sich daher ab, die Molekülgestalt ist somit eine Konsequenz der gegenseitigen Elektronen-Abstoßung sowohl von freien Elektronenpaaren als auch von Atomen, die ja von Elektronen umgeben sind. Ziel ist wie so oft der energetisch günstigste Zustand, in diesem Falle jener, in dem die freien Paare, wie auch die Atome, den größtmöglichen Abstand zu den Nachbarn am Zentralatom haben.

Regeln:

• Ein Zentralatom ist an zwei oder mehr andere Atome gebunden
• Alle Elektronen der Valenzschale des Zentralatoms werden betrachtet, nichtbindende und bindende Elektronenpaare.
• Freie Elektronenpaare sind räumlich mit einem Atom gleichgestellt bzw. würden theoretisch sogar etwas mehr Platz in Anspruch nehmen, was aber selten berücksichtigt wird.
• Negativ geladene Elektronenpaare und Atomhüllen stoßen sich gegenseitig ab, ordnen sich also so weit wie möglich voneinander entfernt um das Zentralatom an. 
• Die Molekülgestalt ist abhängig von der Zahl der Elektronenpaare in der Valenzschale, wird aber nur durch die Positionen der Atomkerne beschrieben, wodurch z.B. Wasser „gewinkelt“ ist und nicht tetraedrisch

 Beispiel:

Das Wassermolekül besitzt eine gewinkelte Form (Lp = Lone Pair = freies Elektronenpaar)

• Sind die Ladungsschwerpunkte aller Bindungselektronenpaare gleich weit vom Atomkern des Zentralatoms entfernt, dann erfolgt eine Verteilung der Elektronenpaare und Atome auf einer gedachten Kugeloberfläche mit größtmöglichen Abständen zwischen den Punkten!
• Es ist möglich, einen VSEPR-Typ für jede Struktur anzugeben, dieser hat die Form

AX _{[bindende Paare]} E _{[nicht bindende Paare]}

Vorgehensweise:

(1) Wie viele Elektronen habe ich insgesamt?

(2) Wie viele bindende Elektronenpaare liegen vor?

(3) Wie viele nichtbindende freie Elektronenpaare liegen vor?

(4) Vorstellung der Kugel und Anordnung nach den Regeln mit dem Ziel des 

                      größtmöglichen Abstandes

(5) Identifikation der Struktur

Die 14 geläufigsten Varianten:

1.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  2

b)     Valenz:   2

c)      frei:         0

d)     VSEPR:   AX₂

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: linear

$\Rightarrow$  Beispiel: HgCl₂

2.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  3

b)     Valenz:   3

c)      frei:         0

d)     VSEPR:   AX₃

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: trigonal-planar

$\Rightarrow$  Beispiel: BF₃

3.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  3

b)     Valenz:   2

c)      frei:         1

d)     VSEPR:   AX₂E₁

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: gewinkelt

$\Rightarrow$  Beispiel: SnCl₂

4.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  4

b)     Valenz:   4

c)      frei:         0

d)     VSEPR:   AX₄

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: tetraedrisch

$\Rightarrow$  Beispiel: CH₄

5.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  4

b)     Valenz:   3

c)      frei:         1

d)     VSEPR:   AX₃E₁

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: trigonal-pyramidal

$\Rightarrow$  Beispiel: NH₃

6.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  4

b)     Valenz:   2

c)      frei:         2

d)     VSEPR:   AX₂E₂

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: gewinkelt

$\Rightarrow$  Beispiel: H₂O

7.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  5

b)     Valenz:   5

c)      frei:         0

d)     VSEPR:   AX₅

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: trigonal-bipyramidal

$\Rightarrow$  Beispiel: PF₅

8.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  5

b)     Valenz:   4

c)      frei:         1

d)     VSEPR:   AX₄E₁

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: verzerrt

$\Rightarrow$  Beispiel: SF₄^-

9.      Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  5

b)     Valenz:   3

c)      frei:         2

d)     VSEPR:   AX₃E₂

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: T-förmig

$\Rightarrow$  Beispiel: ClF₃

10.  Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  5

b)     Valenz:   2

c)      frei:         3

d)     VSEPR:   AX₂E₃

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: linear

$\Rightarrow$  Beispiel: XeF₂

11.  Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  6

b)     Valenz:   6

c)      frei:         0

d)     VSEPR:   AX₆

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: oktaedrisch

$\Rightarrow$  Beispiel: SF₆

12.  Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  6

b)     Valenz:   5

c)      frei:         1

d)     VSEPR:   AX₅E₁

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: quadratisch-pyramidal

$\Rightarrow$  Beispiel: IF₅

13.  Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  6

b)     Valenz:   4

c)      frei:         2

d)     VSEPR:   AX₄E₂

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: quadratisch-planar

$\Rightarrow$  Beispiel: XeF₄

14.  Anzahl der Elektronenpaare 

a)      Gesamt:  7

b)     Valenz:   0

c)      frei:         0

d)     VSEPR:   AX₇

$\Rightarrow$  Molekülstruktur: pentagonal-bipyramidal

$\Rightarrow$  Beispiel: BrF₇