Cfcl3 struktura Lewisa, charakterystyka: 13 faktów, które trzeba znać

Ten artykuł dotyczy CFCl3, który jest gazem cieplarnianym i jest odpowiedzialny za zubożenie warstwy ozonowej. Przyjrzyjmy się niektórym jego interesującym cechom –

Struktura Lewisa CFCl3 składa się z jednego centralnego atomu węgla, 3 atomów chloru i atomu fluoru obecnych wokół atomu węgla. Struktura Lewisa cząsteczki CFCl3 ma 12 samotnych par.

Jak narysować strukturę kropki Lewisa dla CFCl3?

Czynności, które należy wykonać podczas rysowanie struktury Lewisa cząsteczki CfCl3 są następujące –

 Krok 1: Znajdź całkowitą liczbę elektronów walencyjnych w cząsteczce CFCl3

Pierwszym krokiem jest znalezienie nie. elektronów walencyjnych obecnych w cząsteczce CFCl3.

Carbon należy do grupy 14^th natomiast fluor i chlor należą do grupy 17^th układu okresowego.

Węgiel ma elektrony walencyjne = 4

Chlor ma elektrony walencyjne = 7

Fluor ma elektrony walencyjne = 7

Krok 2: Uzyskaj najmniej elektroujemny pierwiastek obecny w CFCl3

Z czasem, gdy przechodzimy od lewej do prawej, wzrasta elektroujemność, więc węgiel jest najmniej elektroujemny niż chlor i fluor. Musimy trzymać w centrum najmniej elektroujemny atom.

Struktura szkieletowa cząsteczki CFCl3 jest następująca:

Krok 3: Zachowaj dwa elektrony lub wiązanie między atomami C, F i Cl

Krok 4: Teraz znajdź liczbę elektronów, która może uszczęśliwić zewnętrzne atomy

Zewnętrzne atomy będą szczęśliwe, gdy osiągną konfigurację oktetu najbliższego pierwiastka gazu szlachetnego należącego do grupy 18^th.To nazywamy Regułą Oktetu. Z wyjątkiem wodoru, który próbuje osiągnąć konfigurację dupletową, taką jak He.

Uzupełnij oktet otaczających atomów

Krok 5: Umieść pozostałe elektrony na centralnym atomie. Jeśli oktet centralnego atomu nie zostanie osiągnięty, w razie potrzeby możemy przenieść pojedyncze pary z zewnętrznych atomów, aby utworzyć wielokrotne wiązania

Ten krok nie jest wymagany dla CFCl3, ponieważ oktet centralnego atomu już jest

Zakończona.

Krok 6: Możemy teraz sprawdzić stabilność struktury Lewisa, sprawdzając wartości ładunku formalnego

Przed zaakceptowaniem struktura jako doskonały Lewis struktury, sprawdzimy ładunek formalny dla atomów obecnych w CFCl3

Ładunek formalny = elektrony walencyjne – 1/2*elektrony wiążące – elektrony niewiążące

Formalna opłata za Carbon wynosi –

Elektrony walencyjne węgla wynoszą 4

Niewiążące elektrony węgla wynoszą 0

Wiążące elektrony węgla to 8 (4 pary)

Ładunek formalny dla atomu węgla = 4 – 1/2*8 – 0 = 0

Formalna opłata za fluor wynosi –

Elektrony walencyjne fluoru wynoszą 7

Niewiążące elektrony fluoru to 6 (3 samotne pary)

Wiążące elektrony dla fluoru to 2

Ładunek formalny dla atomu fluoru = 7 – 1/2*2 – 6 = 0

Opłata formalna za chlor wynosi – 

Elektrony walencyjne chloru wynoszą 7

Niewiążące elektrony fluoru to 6 (3 samotne pary)

Wiążące elektrony dla fluoru to 2

Ładunek formalny dla atomu fluoru = 7 – 1/2*2 – 6 = 0

Ponieważ elementy C, F i Cl mają najmniejszy możliwy ładunek formalny, uzyskaliśmy odpowiedni Struktura Lewisa

Jaki jest ładunek formalny CFCl3 i jak obliczyć wartości ładunku formalnego dla CFCl3?

 Obliczmy ładunek formalny dla CFCl3 –

Ładunek formalny = elektrony walencyjne – 1/2*elektrony wiążące – elektrony niewiążące

Formalna opłata za Carbon wynosi –

Elektrony walencyjne węgla wynoszą 4

Niewiążące elektrony węgla wynoszą 0

Wiążące elektrony dla węgla to 8 (4 pary)

Ładunek formalny dla atomu węgla = 4 – (1/2) * 8 – 0 = 0

Formalna opłata za fluor –

Elektrony walencyjne fluoru wynoszą 7

Niewiążące elektrony fluoru to 6 (3 samotne pary)

Wiążące elektrony dla fluoru to 2

Ładunek formalny dla atomu fluoru =7 – (1/2) * 2 – 6 = 0

Formalna opłata za chlor wynosi –

Elektrony walencyjne chloru wynoszą 7

Niewiążące elektrony chloru to 6 (3 samotne pary)

Wiążące elektrony chloru to 2

Ładunek formalny dla atomu chloru = 7 – (1/2) * 2 – 6 = 0

Formalny ładunek atomu węgla, fluoru i chloru w CFCl3 Struktura kropki Lewisa wynosi zero.

Skąd możemy wiedzieć, czy cząsteczka CFCl3 jest zgodna z regułą oktetu?

CFCl3 zawiera 32 elektrony walencyjne. Każdy atom CFCl3 dopełnia swój oktet, co można potwierdzić na podstawie Struktura Lewisa cząsteczki CFCl3. Potwierdza to, że cząsteczka CFCl3 jest zgodna z regułą oktetu.

Jak znaleźć kształt cząsteczki i geometrię elektronową cząsteczki CFCl3?

Geometrię molekularną i elektronową cząsteczki CFCl3 możemy znaleźć w trzech prostych krokach –

1) Oblicz niewiążące pary elektronów na centralnym atomie węgla

 Samotna para = (1/2) * (VE – NA)

Tutaj -

VE oznacza elektrony walencyjne na centralnym atomie

NA oznacza liczbę atomów, które są połączone z centralnym atomem

Centralny atom węgla w cząsteczce CFCl3 ma 4 elektrony walencyjne i są do niego przyłączone 4 atomy.

Samotne pary = (1/2) * (4 – 4) = 0

2) Znajdź numer hybrydyzacji centralnego atomu

Hybrydyzację centralnego atomu możemy poznać za pomocą wzoru –

Numer hybrydyzacji = NA + LP

Gdzie-

NA oznacza liczbę atomów przyłączonych do centralnego atomu

LP oznacza liczbę samotnych par na centralnym atomie

Centralny atom węgla ma przyłączone do niego 4 atomy i nie ma na nim samotnych par.

 Centralnym atomem w cząsteczce CFCl3 jest Sp³ zhybrydyzowany.

3) Określ geometrię molekularną/elektronową cząsteczki CFCl3 za pomocą teorii VSEPR

Dowiedzieliśmy się już o hybrydyzacji CFCl3 jako Sp³ a na centralnym atomie nie ma samotnych par.

Teraz znajdź notację VSEPR dla cząsteczki CFCl3 zgodnie z notacją AXnEx teorii VSEPR

W notacji AXnEx –

 Stojak na centralny atom

 X oznacza liczbę atomów przyłączonych do centralnego atomu

  E oznacza liczbę samotnych par elektronów na centralnym atomie

Zgodnie z trichlorofluorometanem Struktura Lewisawęgiel jest centralnym atomem, do którego przyłączony jest 1 atom fluoru i 3 atomy chloru.

Węgiel w centralnym atomie nie ma żadnych pojedynczych par, więc wzór CFCl3 okazuje się być AX4

Korzystając z wykresu VSEPR, cząsteczka mająca wzór AX4 ma czworościenny również kształt molekularny i geometria elektronów czworościenny.

           Zatem geometria molekularna, a także geometria elektronów CFCl3 jest tetraedryczna.                                 

Czy cząsteczka CFCl3 jest polarna czy niepolarna?

CFCl3 to cząsteczka polarna potwierdzają trzy czynniki –

1) Elektroujemność:

Chlor (elektroujemność 3.0) i fluor (elektroujemność 4.0) są bardziej elektroujemne niż węgiel (elektroujemny 2.5). Ponieważ chlor i fluor są bardziej elektroujemne niż węgiel, następuje rozdział ładunków między węglem a chlorem/fluorem.

Fluor jest jeszcze bardziej elektroujemny, więc istnieje rozdział ładunku między węglem a fluorem, ale rozdział ładunku CF jest w przeciwnym kierunku

do rozdziału ładunku przez C-Cl.

O cząsteczce mówi się, że jest polarna, gdy różnica elektroujemności między atomami w danej cząsteczce jest większa niż 0.4 deby.

2) Kształt geometryczny/molekularny: 

Struktura geometryczna cząsteczki CFCl3 jest czworościenna.

Cztery dipole trzech wiązań C-Cl i jednego wiązania CF są w przeciwnych kierunkach.

3) Moment dipolowy:

CFCl3 ma moment dipolowy 0.45D

Wszystkie te czynniki pokazują, że CFCl3 jest cząsteczką polarną.

Jaka jest hybrydyzacja cząsteczki CFCl3?

Cztery elektrony walencyjne centralnego atomu węgla są wspólne z 3 atomami chloru i 1 atomem fluoru. Aby podzielić elektrony z fluorem i chlorem, orbitale atomu węgla przechodzą sp³ hybrydyzacja.

Konfiguracja elektroniczna węgla w stanie podstawowym wynosi 1s² 2s² 2p²

Konfiguracja elektroniczna chloru w stanie podstawowym to 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

Elektroniczna konfiguracja fluoru w stanie podstawowym 1s² 2s² 2p⁵

Konfiguracja elektronowa węgla po tym, jak węgiel uzyskał cztery elektrony z trzech atomów chloru i jednego atomu fluoru to – 1s² 2s² 2px² 2py² 2pz²

Liczba steryczna = liczba atomów przyłączonych do atomu centralnego + liczba samotnych par elektronów na atomie centralnym

Liczba steryczna = 4 + 0 = 4

Tak więc w CFCl3 centralnym atomem węgla jest Sp³ zhybrydyzowany.

Czy cząsteczka CFCl3 wykazuje rezonans?                                             

Cząsteczka może wykazywać rezonans tylko wtedy, gdy ma wiązania sprzężone lub wolną parę w koniugacji z wiązaniem podwójnym.

Trichlorofluorometan nie posiada wiązania podwójnego, więc CFCl3 nie wykazuje rezonansu.

Czy CFCl3 jest związkiem kowalencyjnym?

CFCl3 jest związkiem kowalencyjnym jak CF, a wszystkie trzy wiązania C-Cl w CFCl3 są tworzone przez dzielenie się elektronami.

Jaka jest geometria CFCl3?

Długości wiązań CF i C-Cl w CFCL3 są różne, więc CFCl3 ma nieco zniekształconą geometrię tetraedryczną.

                                                     Tetraedryczna geometria CFCl3

Jaki jest kąt wiązania w cząsteczce CFCl3?

W cząsteczce CFCl3 odpychanie par wiązań C-Cl i C-Cl jest większe niż odpychanie par wiązań CF i C-Cl

Kąty Cl-C-Cl mierzą nieco więcej niż kąt wiązania FCF.

Kąt wiązania w CFCl3 wynosi około 109.5 stopnia.

Czy CFCl3 jest związkiem kwasowym czy zasadowym?

CFCl3 nie ma charakteru kwasowego ani zasadowego. CFCl3 jest związkiem obojętnym.

Jednak w kontakcie z ozonem ulega fotolizie i wydziela atomy chloru, co powoduje zubożenie warstwy ozonowej.

Czy CFCl3 jest rozpuszczalny w wodzie?

Nie, CFCl3 nie Rozpuszczalny w wodzie. Można to wiedzieć z faktu nie jest wypłukiwany z atmosfery przez opady atmosferyczne.

Wnioski:

CFCl3 znany również jako Freon-11 lub CFC-11 to gaz cieplarnianyGeometria molekularna, a także geometria elektronów CFCl3 jest czworościenna. CFCl3 jest nierozpuszczalny w wodzie. CFCl3 jest związkiem obojętnym.

Przeczytaj także:

• Struktura Mgo Lewisa
• Struktura Lewisa Nf3
• Struktura Lewisa Hclo3
• Struktura Lewisa Gai3
• Struktura Lewisa Ibr2
• Struktura Lewisa Al3
• Struktura Lewisa Icl2
• Struktura Nafa Lewisa
• Struktura Lewisa Pbr5
• Struktura Lewisa Pbr4

Sonali Jham

Cześć… jestem Sonali Jham. Ukończyłem studia podyplomowe z chemii, a także ukończyłem B. Ed. Z wykształcenia jestem nauczycielem i dietetykiem.
Moim hobby jest czytanie i malowanie.
Połączmy się poprzez LinkedIn-