Una coppia solitaria fa riferimento a una coppia di elettroni nel guscio di valenza di un atomo che non sono legati a un altro atomo o molecola. Poiché solo quegli elettroni nel guscio di valenza, o esterno, di un atomo partecipano al legame, le coppie solitarie sono studiate in chimica per spiegare le diverse forme di molecole con lo stesso numero di legami. Poiché gli elettroni si respingono, le molecole che hanno atomi centrali con una coppia solitaria avranno una forma diversa da quelle che non lo fanno.
Gli elettroni orbitano attorno al nucleo di un atomo in vari gusci. Ogni guscio può contenere un certo numero di atomi e gli elettroni orbitano sempre in coppia, ruotando in direzioni opposte. Gli elettroni nel guscio esterno dell’atomo, chiamato guscio di valenza, possono essere condivisi con altri atomi per formare legami e creare molecole. In alcune molecole, tutti gli elettroni del guscio di valenza nell’atomo centrale sono legati a un altro atomo, ma in altre solo alcuni sono legati. Una coppia di elettroni in un atomo che non sono legati a un altro atomo è chiamata coppia solitaria.
In chimica, le coppie di prestito vengono studiate perché influenzano il modo in cui vengono modellate determinate molecole, che a loro volta possono influenzare il comportamento delle molecole. Spiegato dalla teoria della repulsione della coppia di elettroni del guscio di valenza (VSEPR), gli elettroni si respingono naturalmente l’un l’altro, il che spiega le forme di varie molecole. Ad esempio, il cloruro di berillio (BrCl2) è costituito da un atomo di berillio legato a due atomi di cloro. Ogni atomo di cloro è attaccato all’atomo di berillio da una coppia di elettroni di berillio attraverso un legame covalente. Poiché nessun elettrone non legato rimane nel guscio di valenza, il più lontano possibile tra gli elettroni che tengono gli atomi di cloro si spostano l’uno dall’altro è di 180°, creando una molecola lineare.
Il cloruro di stagno (SnCl2), tuttavia, ha una coppia di elettroni in prestito. Proprio come il cloruro di berillio, il cloruro di stagno ha due atomi di cloro legati a un atomo di stagno da coppie di elettroni. A differenza del cloruro di berillio, il cloruro di stagno ha anche una coppia aggiuntiva di elettroni non legati, una coppia solitaria, nel guscio di valenza. Ciò si traduce nella molecola di cloruro di stagno che ha una forma piegata poiché tutte e tre le coppie di elettroni cercano di spostarsi una distanza massima l’una dall’altra.
L’angolo risultante tra gli atomi di cloruro dovrebbe quindi essere di 120°. Tuttavia, la ricerca scientifica ha scoperto che in realtà è di 95 °. Questa discrepanza è il risultato dell’orbitale della coppia di prestito. L’orbitale di una coppia di prestito è maggiore dell’orbitale di una coppia legata, il che porta a un angolo tra gli atomi più piccolo.