Lewise struktuur ja VSEPR molekulaarlabor

VSEPR (valentskihi elektronpaaride tõukumise) teooria seletab molekulide kuju, eeldades, et tsentraalse aatomi valentskihi elektronpaarid tõukuvad üksteisest. Elektrostaatilise tõukumise minimeerimiseks paigutuvad need elektronpaarid ruumis nii, et nende vahekaugus oleks maksimaalne (lineaarne, tetraeedriline, oktaeedriline). Vabad elektronpaarid võtavad rohkem ruumi kui siduvad paarid, kuna neid hoitakse ühe aatomituuma lähedal, mitte ei jagata kahe vahel. See moonutab ideaalseid sidemenurki: vee puhul surub kahe vaba elektronpaari tõukumine H-O-H sidemenurga ideaalselt 109,5°-lt 104,5°-le.

See labor muudab lameda Lewise diagrammi ruumiliseks kujuks, mille molekul tegelikult võtab. Retsept on puhas loendamine: liida kesksele aatomile seotud aatomid selle vabadele elektronipaaridele, et saada steeriline arv, ja see üksainus arv ennustab geomeetria. Nähtamatud vabad elektronipaarid loevad sama palju kui nähtavad aatomid — metaanil (CH₄) ja ammoniaagil (NH₃) on mõlemal steeriline arv 4, kuid ammoniaak vahetab ühe sideme vaba paari vastu, kallutades näiliselt lameda tetraeedri püramiidiks.

Ehita SF₄ või XeF₄ ja labor teatab sp³d- või sp³d²-hübridisatsioonist — õpikulugu keskaatomist, mis hoiab rohkem kui kaheksat elektroni. Ent arvutuskeemia on selle suuresti ümber lükanud: väävli ja ksenooni d-orbitaalid asuvad energialt liiga kõrgel, et anda arvestatavat panust. Neid hüpervalentseid molekule kirjeldavad paremini kolmetsentrilised neljaelektronilised sidemed ligandide vahel, nii et see korralik sp³d-silt on pigem kasulik õpetuslik väljamõeldis kui füüsikaline tegelikkus.