EPA-Modell – räumliche Struktur von Molekülen

Das EPA-Modell in der Chemie

Vielleicht hast du dich schon einmal gefragt, welche räumliche Struktur Moleküle haben und warum einige Strukturen für bestimmte Moleküle typisch sind. Bisher hast du dich wahrscheinlich in der Schule nur mit Lewis-Formeln beschäftigt, mit denen du im Gegensatz zum EPA-Modell leider nicht erkennst, welche dreidimensionale Geometrie ein Molekül besitzt. Mit dem EPA-Modell kannst du diese ermitteln. Wie das geht, erfährst du im Folgenden.

Was ist das EPA-Modell? – Definition

Einfach erklärt dient das Elektronenpaar-Abstoßungs-Modell (EPA-Modell) oder VSEPR-Modell der Beschreibung der räumlichen Anordnung eines Moleküls. Elektronen sind negativ geladen und stoßen sich ab. Dadurch ergibt sich eine räumliche Anordnung, bei der die Elektronen den größtmöglichen Abstand voneinander haben.
Praktisch heißt das, dass die abstoßenden Elektronenpaare einen größtmöglichen Abstand zwischen den Substituenten bewirken. Das „zwingt“ das Molekül, eine bestimmte geometrische Anordnung anzunehmen.

EPA-Modell: Regeln

• Ein Zentralatom ist an zwei oder mehrere andere Atome gebunden.
• Es werden alle Elektronen der Valenzschale des Zentralatoms betrachtet – also nichtbindende und bindende Elektronenpaare.
• Negativ geladene Elektronenpaare und Atomhüllen stoßen sich gegenseitig ab und ordnen sich mit dem größtmöglichen Abstand voneinander um das Zentralatom an.

Wichtig:
Nicht nur gebundene Elektronen, sondern auch freie Elektronen stoßen sich ab. Freie Elektronen brauchen zudem noch mehr Platz als gebundene Elektronen. Bei der geometrischen Anordnung von Molekülen mit freien Elektronen verkleinert sich der Bindungswinkel zwischen den Substituenten.

Das EPA-Modell einfach erklärt anhand von Beispielen

Welche geometrische Anordnung nehmen dann Moleküle an, damit die Substituenten den größtmöglichen Abstand haben? In der folgenden Abbildung wird das EPA-Modell anhand der Molekülen Methan, Bortrifluorid, Berylliumchlorid, Phosphorpentachlorid, Schwefelhexafluorid, Ammoniak und Wasser näher erklärt.

Die Moleküle können eine lineare, trigonal-planare, gewinkelte, tetraedrische, trigonal-pyramidale, verzerrte, t-förmige, oktaedrische, quadratisch-pyramidale, quadratisch-planare oder pentagonal-bipyramidale Struktur annehmen.

Die geometrischen Formen und die Strukturformeln der Moleküle sind in der folgenden Abbildung mithilfe des EPA-Modells aufgezeichnet. So bekommst du eine visuelle Vorstellung der räumlichen Struktur in diesen Molekülen.

Zusammenfassung des EPA-Modells und der räumlichen Struktur von Molekülen

Wir haben dir anhand von Beispielen eine Erklärung dafür gegeben, wie du mit dem EPA-Modell die räumliche Struktur von Molekülen voraussagen kannst:
Die Elektronen stoßen sich voneinander ab und erzwingen damit einen größtmöglichen Abstand der Substituenten. Dadurch entsteht eine bestimmte geometrische Anordnung, die mit der Lewis-Schreibweise nicht dargestellt werden kann.

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