Struktura Lewisa Al3+, geometria: 17 faktów, które powinieneś wiedzieć

by

Al3+ to kation glinu, który ma mniej elektronów niż normalny prawdziwy metal aluminiowy.

W artykule poznajemy strukturę Lewisa Al3+. Aluminium to metal należący do 13th grupa układu okresowego. Oznacza to, że Al ma trzy elektrony w zewnętrznej powłoce walencyjnej. Jon Al3+ powstaje w wyniku redukcji trzech elektronów z metalu Al. Omówmy szczegółową strukturę Al3+, geometrię i różne jej fakty.

Jak narysować strukturę Lewisa Al3+?

Metal glinowy należy do trzynastej grupy układu okresowego pierwiastków, co potwierdza obecność trzech elektronów walencyjnych w jego zewnętrznej powłoce walencyjnej. Metal aluminiowy ma liczbę atomową 13. Tak więc metal aluminiowy ma 13 elektronów. Konfiguracja elektroniczna dla Al metal jest następująca:

Al (13) – 1s2, lata 2.2, 2 s6, lata 3.2, 3 s1 lub [Ne]10 3s2 3p1

Al 1
Struktura kropki Lewisa z Al

Jon Al3+ jest wytwarzany przez zmniejszenie liczby elektronów w metalicznym aluminium, więc jon Al3+ składa się z zaledwie dziesięciu elektronów, a jego zewnętrzna powłoka jest podobna do neonu. Ma więc łącznie 10 elektronów walencyjnych w jonie Al3+. Tak więc elektroniczna konfiguracja jonu Al3+ wygląda następująco:

Al3+ (10) – 1s2, lata 2.2, 2 s6 Lub [Ne]10 3s1

Al 5
Al3 + struktura Lewisa

Z powodu utraty lub oddania trzech elektronów przez metal Al, na metalowym Al powstaje trójdodatni (3+) ładunek. Tak więc metal Al pokazuje się pod nawiasem kwadratowym z ładunkiem 3+. Właściwie Al3+ pokazuje tylko symbol Lewisa, ale Struktura Lewisa Al3+ nie da się narysować, ponieważ Al jest tylko atomem.

Elektrony walencyjne Al3+

Jon Al3+ ma łącznie osiem elektronów walencyjnych. Atom Al ma łącznie 13 elektronów walencyjnych, z których oddaje 3 elektrony, tworząc jon trójdodatni Al3+. Ponieważ atom Al należy do 13th grupa układu okresowego pierwiastków, więc ma 3 elektrony walencyjne w powłoce walencyjnej. Ale w jonie Al3+ ma o trzy elektrony mniej, więc ma łącznie dziesięć elektronów w jonie Al3+, jak pokazano na poniższym rysunku:

al3+ struktura Lewisa
Elektrony walencyjne w Al3+

Formalny ładunek struktury Lewisa Al3+

Aby obliczyć ładunek formalny dowolnego elementu struktury Lewsi, mamy wzór:

Ładunek formalny = (elektrony walencyjne – elektrony niewiążące – ½ elektronów wiążących)

Obliczenie formalnego ładunku jonów Al3+ wygląda następująco:

Atom glinu: elektrony walencyjne na atomie aluminium = 08

                            Niewiążące elektrony na atomie aluminium = 03

                            Wiązanie elektronów z atomem aluminium =00

Ładunek formalny na atomie aluminium Al wynosi = (08 – 08 – 0/2)          

Tak więc atom glinu ma zerowy ładunek formalny.

Właściwie nie jest możliwe obliczenie formalnego ładunku dowolnego anionu lub kationu pojedynczego atomu, ponieważ nie ma na nim wiązania i znajdują się na nim niewiążące elektrony.

Al3+ reguła oktetu struktury Lewisa

Ponieważ atom aluminium ma w sumie 13 elektronów, a więc ma 3 elektrony walencyjne. Czyli metal Al, który ma tylko 3 elektrony w swojej ostatniej powłoce, ma niekompletny oktet. Podobnie, jon Al3+ ma łącznie 10 elektronów, a więc ma 8 elektronów walencyjnych. Ponieważ jony Al3+ mają osiem elektronów walencyjnych na swoim orbicie powłoki walencyjnej, tak jon Al3+ ma pełny oktet.

Pojedyncze pary struktury Lewisa Al3+

Jon Al3+ ma łącznie 10 elektronów i ma 8 elektronów w powłoce walencyjnej. Oznacza to, że ma w sumie osiem niewiążących elektronów, tj. osiem elektronów jest dostępnych na jonie Al3+ do dzielenia się lub wiązania z innymi pierwiastkami lub atomami.

Tak więc, jeśli połączymy dwa elektrony, aby utworzyć parę elektronów do wiązania i dzielenia się z innymi pierwiastkami lub atomami. Otrzymamy w sumie cztery pary elektronów niewiążących. Tak więc Al3+ Struktura lub jon Lewisa ma łącznie cztery samotne pary obecne na nim elektrony.

Czy Al3+ jest jonem?

Tak Al3+ jest jonem, czyli kationem w przyrodzie. Ponieważ atom Al należy do 13th grupy układu okresowego pierwiastków i zawiera łącznie trzynaście elektronów z trzema elektronami walencyjnymi. Tak więc trzy elektrony walencyjne są dostępne do dzielenia się lub wiązania z innymi atomami lub pierwiastkami. Jeśli atom Al przekaże swoje trzy elektrony walencyjne zewnętrznej powłoki innym atomom, pozostanie tylko z dziesięcioma elektronami.

Gdy atom Al straci trzy elektrony, wytworzy się na nim trójdodatni ładunek, przekształcając atom Al w jon Al3+. Ponieważ na atomie Al powstaje ładunek dodatni z powodu utraty elektronów, tak jon Al3+ jest kationem.

Al 2
Al3+ jako kation

Rezonans struktury Lewisa Al3+

Struktura rezonansowa jonu Al3+ nie jest możliwa, ponieważ nie jest do niego przyłączony żaden inny atom ani pierwiastek. Jon Al3+ jest pojedynczym jonem pierwiastkowym, który ma ładunek trój-dodatni z pełnym oktetem, ponieważ ma osiem elektronów walencyjnych w zewnętrznej powłoce walencyjnej. Tak więc jon Al3+ nie może wykazywać żadnej struktury rezonansowej.

Al 4
Struktura porównawcza Al i Al3+

Kształt struktury Lewisa Al3+

Jon Al3+ nie ma kształtu. Ponieważ jon Al3+ jest kationem jednoatomowym z potrójnym ładunkiem dodatnim i ma cztery samotne pary elektronowe do wiązania się z innymi atomami. Ale ponieważ Al3+ jest tylko jonem, nie jest związany z innymi atomami, więc nie staje się cząsteczką.

Nawet nie ma żadnych wiązań ani wiążących elektronów, więc nie może się wyginać ani liniowo ani nigdzie nie orientować. Ponieważ nie jest związany z innymi pierwiastkami, nie ma na nim gęstości chmur elektronowych i nie ma porównań elektroujemności dwóch lub więcej niż dwóch pierwiastków.

Al3+ kąt struktury Lewisa

Al3+ jest jonem jednoelementowym i nie ma z nim żadnych innych elementów. Nawet nie ma żadnego odchylenia od gęstości chmur elektronowych innych atomów. Nie ma również porównania elektroujemności między dwoma lub więcej atomami lub pierwiastkami. Zatem w Al3+ . nie ma żadnego kąta struktura Lewisa lub jon Al3+.

Hybrydyzacja Al3+

Jon Al3+ pierwotnie nie miał żadnej hybrydyzacji, ponieważ jest tylko jonem pojedynczego pierwiastka. Hybrydyzacja zachodzi przy mieszaniu i przekształceniu orbitali atomowych dowolnej cząsteczki składającej się z dwóch lub więcej atomów. Ale w przypadku jonu Al3+ nie ma innych pierwiastków poza aluminium, a także nie ma formy wiążącej w jonie.

Tak więc sam jon Al3+ nie może wykazywać żadnej hybrydyzacji. Ale jon Al3+ może tworzyć związki złożone, gdy AlCl3 w reakcji z wodnymi kwasami tworzy związek złożony, taki jak [Al(H2O)6]3+. W złożonych związkach, takich jak ten, jon Al3+ ma sp3d2 hybrydyzacja.

Rozpuszczalność Al3+

Jon Al3+ jest rozpuszczalny w poniższej liście:

  • Bromki (Br-)
  • Chlorki (Cl-)
  • Chlorany (ClO3-)
  • Azotany (NO3-)
  • Siarczany (SO42-)

Jon Al3+ jest nierozpuszczalny w poniższej liście:

  • Węglany (CO32-)
  • Wodorotlenki (OH-)
  • Tlenki (O2-)
  • Fosforany (PO43-)
  • Dichromiany (Cr2O72-)

Czy Al3+ jest poliatomowy?

Nie, Al3+ nie jest jonem wieloatomowym, ponieważ składa się tylko z jednego atomu lub pierwiastka. Wieloatomowy oznacza związek, który zawiera dwa lub więcej niż dwa atomy w swoim związku. Ale jon Al3+ nie ma żadnego innego atomu w swoim Al3+ struktura Lewisa. Nie jest to więc jon wieloatomowy. Tworząc związek z innymi atomami, jon Al3+ może tworzyć cząsteczki wieloatomowe.

Czy Al3+ jest kwaśny czy zasadowy?

Jon Al3+ jest jonem o wysokim ładunku zawierającym mały jon, a więc ma gęstość bardzo wysokiego ładunku i dużą moc polaryzacyjną. Kiedy wchodzi w reakcję z wodą, pobiera z wody jony OH- i tworzy w roztworze więcej jonów H+.

Siła kwasowości jonów metali Al3+ jest związana z ich zdolnością do przyciągania elektronu do siebie, tj. zachowuje się jak środek utleniający. Siła kwasowości jonów metali jest taka jak w kolejności Al3+ > Mg2+ > Na+.

Działa więc jak kwas Lewisa w wodzie, a także może wytwarzać wodę jony złożone w tym. Również jon Al3+ może działać jako zasada Lewisa, ponieważ może przyjmować parę elektronów z wody, tworząc kompleks wodny.

Czy al3+ jest paramagnetyczny czy diamagnetyczny?

Związki lub atomy zawierające niesparowane elektrony w powłoce walencyjnej są uważane za związki paramagnetyczne, a związki lub atomy, które mają całkowicie sparowane elektrony, są uważane za związki diamagnetyczne. Pole magnetyczne oddziałuje na związki paramagnetyczne, ale pole magnetyczne nie wpływa na związki diamagnetyczne.

W metalicznym aluminium dochodzi do utraty trzech elektronów z jego powłoki walencyjnej, więc pozostałe dziesięć elektronów tworzy jon Al3+. Tak więc elektroniczna konfiguracja jonu Al3+ to:

Al3+ = 1s2, lata 2.2, 2 s6

Al 6
Elektroniczna konfiguracja jonów Al3+

Z powyższej konfiguracji elektronowej jonu Al3+ widać, że na orbicie 2p6 jonu Al3+ znajdują się wszystkie całkowicie sparowane elektrony, a więc ma on charakter diamagnetyczny.

Czy Al3+ jest izoelektroniczny z neonem?

Izoelektroniczny oznacza, że ​​cząsteczka lub atom lub jony mające taką samą lub taką samą liczbę elektronów są ze sobą izoelektroniczne.

Konfiguracja elektronowa neonu i jonu Al3+ jest następująca:

Ne = 1s2, lata 2.2, 2 s6 lub [On] 2s2, 2 s6

Al3+ = 1s2, lata 2.2, 2 s6 lub [Ne] 2s2, 2 s6

Jak widać z powyższej konfiguracji elektronowej jonu Neon i jon Al3+, oba mają taką samą liczbę elektronów na swoich zewnętrznych orbitalach walencyjnych, tj. dziesięć elektronów jest obecnych zarówno w jonie neon, jak i jon Al3+, więc są one ze sobą izoelektroniczne.

Wnioski:

Jony Al3+ mają o 3 elektrony mniej niż oryginalny metal Al i mają na sobie ładunek trój-dodatni z 8 elektronami walencyjnymi w zewnętrznej powłoce. Ma kompletny oktet z czterema samotnymi parami elektronów. Jest kationem i izoelektroniką z atomem neonu. Wykazuje również charakter diamagnetyczny, ponieważ ma całkowicie sparowane elektrony.

Przeczytaj także: