PRE-Classes 2021

Molecular Science & Technology
 Joep Moens 
Blog VSEPR-theorie

Vandaag heb ik een college gevolgd over bio-katalysatoren. Hetgeen dat mij het meeste interesseerde was niet zozeer het feit dat enzymen als katalysatoren gebruikt kunnen worden, maar meer dat volledige moleculen van vorm kunnen veranderen door de additie van bijvoorbeeld een zuurstof-groep (hemoglobine).

Het belangrijkste facet van de vorm van atomen t.o.v. elkaar komt van VSEPR-theorie (Valentieschil-Elektronen-Paar-Repulsie). Als je een methaan-groep op papier zou tekenen zou het eruit zien alsof de hoeken tussen de waterstof-koolstof bindingen 90 graden zijn. Dit is echter niet het geval, want een molecuul kan een 3-dimensionaal deeltje zijn.

Een belangrijke term is het omringingsgetal. Als dit getal 2 is (er zijn het atoom in kwestie is aan twee andere atomen gebonden), dan is de hoek tussen deze bindingen 180 graden. Als het omringingsgetal 3 is, is deze hoek 120 graden, vooralsnog ligt alles in hetzelfde vlak. Maar vanaf omringingsgetal 4 gaat er iets anders gebeuren.

Elektronenparen in de valentie schil zijn allemaal negatief geladen en stoten (repulsen) elkaar af, vandaar de naam VSEPR-theorie. De elektronenparen gaan dus zover mogelijk van elkaar af staan. Bij H2O zou je zeggen dat het omringingsgetal van het zuurstofatoom twee is, en daarom de hoek tussen de waterstofatomen 180 graden zou zijn, maar dat is niet het geval. In de valentieschil van het zuurstofatoom zitten er namelijk nog 4 ongebonden elektronen (in de vorm van 2 paren) die ook een rol spelen. Deze ongebonden elektronenparen zorgen ervoor dat de 2 vrije elektronen en de 2 paren hoeken van ongeveer 109,5 graden onderling hebben.

En we mogen dankbaar hiervoor zijn, want dit zorgt ervoor dat water polair is. Als de hoek tussen de waterstofatomen 180 graden zou zijn, zou water niet polair zijn, waardoor het geen H-bruggen met andere watermoleculen aan zou kunnen gaan, waardoor water een gas zou zijn bij kamertemperatuur. Een hele hoop andere kenmerken van water zouden ook veranderen, waardoor leven zoals wij het kennen gewoonweg niet mogelijk zou zijn.

Vrij intense afsluiter, maar ik hoop dat je iets hebt geleerd en de volgende keer mijn blog weer wilt lezen!