Struktura lewisa Clf5, charakterystyka: 13 faktów, które powinieneś wiedzieć

Niniejszy artykuł dotyczy ClF5 (pentafluorku chloru), który jest związek międzyhalogenowy. Poznajmy kilka interesujących faktów na temat tego związku.

W strukturze Lewisa ClF5 centralny atom chloru (Cl) jest połączony z 5 atomami fluoru (F) wiązaniami pojedynczymi. Cząsteczka ClF5 zawiera 16 samotnych par, każdy atom fluoru ma 3 samotne pary, a jedna samotna para jest obecna na atomie chloru.

Ile elektronów walencyjnych jest obecnych w strukturze Lewisa ClF5?

W cząsteczce ClF5 zarówno atom chloru, jak i atom fluoru ma 7 elektronów w powłoce walencyjnej.

Obliczanie elektronów walencyjnych w cząsteczce ClF5-

A zatem,

  w cząsteczce ClF5 znajdują się łącznie 42 elektrony walencyjne.

Kroki rysowania struktury Lewisa ClF5

Wyjaśnienie krok po kroku, jak narysować diagram Lewisa ClF5 –

 Krok 1: Oblicz całkowite elektrony walencyjne obecne w cząsteczce ClF5

Zaczniemy od znalezienia liczby elektronów walencyjnych w cząsteczce ClF5.

(Elektrony walencyjne to liczba elektronów obecnych w powłoce walencyjnej atomu)

Zarówno pierwiastek jakim jest fluor jak i chlor należy do grupy 17^th więc liczba elektronów walencyjnych dla chloru i fluoru wynosi 7.

Obliczanie elektronów walencyjnych w ClF5 –

Krok 2: Wybierz centralny atom

Podczas rysowania Struktura kropki Lewisa zawsze trzymaj najmniej elektroujemny atom w środku.

Ponieważ wiemy, że elektroujemność wzrasta w okresie od lewej do prawej i spada od góry do dołu w grupie, więc chlor jest mniej elektroujemny niż fluor.

Uwaga: fluor jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem w układzie okresowym

zachowaj najmniej elektroujemny atom chloru w środku i otaczający go 5 atom fluoru i narysuj strukturę szkieletu dla Cząsteczka ClF5.

Krok 3: Umieść wiązanie lub parę elektronów między atomem Cl i F

 Umieść dwa elektrony (parę elektronów) między atomami chloru i fluoru, aby oznaczyć wiązanie chemiczne.

Krok 4: Spraw, aby zewnętrzne atomy były szczęśliwe, uzupełniając ich oktet

Pierwiastki z grupy głównej ucieszyły się, gdy osiągnęły konfigurację oktetu najbliższego elementu gazu szlachetnego (18^th Grupa). Nazywamy to Regułą Oktetu (Wyjątek: wodór uzupełnia konfigurację dupletową, tak jak w przypadku gazu szlachetnego He).

Krok 5: Umieść pozostałe elektrony na centralnym atomie:

ClF5 ma 42 elektrony walencyjne, z których 10 jest używanych do tworzenia wiązań między Cl i F, podczas gdy 30 elektronów jest obecnych jako samotne pary na otaczających 5 atomach fluoru, a dwa elektrony pozostają.

teraz zatrzymamy te dwa elektrony na centralnym atomie chloru.

Krok 6: Sprawdź formalną wartość opłaty

Przed potwierdzeniem tego jako naszego finału Struktura Lewisa diagramu, sprawdzimy formalny ładunek każdego pierwiastka atomowego w cząsteczce ClF5.

Ładunek formalny = elektrony walencyjne – 0.5 * elektrony wiążące – elektrony niewiążące

Dla centralnego atomu chloru –

Liczba niewiążących elektronów chloru = 2

Liczba elektronów wiążących chloru = 10

Formalna opłata za chlor = 7 – 0.5*10 – 2 = 0

Dla zewnętrznych atomów Fluor –

Liczba niewiążących elektronów fluoru = 6 (3 samotne pary)

Liczba elektronów wiążących fluoru = 2

Ładunek formalny dla atomu fluoru =7 – 0.5*2 – 6 = 0

Ponieważ elementy F i O mają najmniejsze możliwe ładunki formalne, oznacza to, że uzyskaliśmy nasz ideał Struktura Lewisa.

Jaki jest formalny ładunek atomów obecnych w cząsteczce Lewis Structure ClF5?

Ładunek formalny to ładunek elektryczny nadany atomowi w cząsteczce, gdy wszystkie elektrony w wiązaniu są dzielone równo lub ignorując różnicę elektroujemności atomów.

Ładunek formalny = elektrony walencyjne – 0.5 * elektrony wiążące – elektrony niewiążące

Dla centralnego atomu chloru –

Liczba niewiążących elektronów chloru = 2

Liczba elektronów wiążących chloru = 10

Formalna opłata za chlor = 7 – 0.5*10 – 2 = 0

Dla zewnętrznych atomów Fluor –

Liczba niewiążących elektronów fluoru = 6 (3 samotne pary)

Liczba elektronów wiążących fluoru = 2

Ładunek formalny dla atomu fluoru =7 – 0.5*2 – 6 = 0

Czy ClF5 jest wyjątkiem od reguły oktetu?

Zgodnie z zasadą oktetu, elementy grupy głównej starają się uzyskać konfigurację oktetu najbliższego elementu gazu szlachetnego. W cząsteczce ClF5 wszystkie 5 atomów fluoru osiąga swój oktet. Wszystkie 5 atomów fluoru ma trzy niezwiązane pary i parę związaną wokół nich.

Ale centralny atom chloru ma pięć połączonych par i jedną wolną parę wokół niego, co daje w sumie otaczające elektrony 12.

Zatem cząsteczka ClF5 jest wyjątkiem od reguły oktetów.

Dlaczego geometria elektronowa ClF5 jest oktaedryczna, chociaż cząsteczka ma kwadratową geometrię piramidy?

Cząsteczka ClF5 ma 42 elektrony walencyjne.

Z 42 elektronów –

• 10 elektronów występuje jako związane pary między atomami fluoru i chloru
• 30 elektronów jest obecnych jako samotne pary na pięciu atomach fluoru.
• Dwa elektrony są obecne na centralnym atomie chloru jako samotne pary.

Ponieważ geometria elektronu jest znajdowana przez uwzględnienie zarówno związanych par, jak i samotnych par w cząsteczce, więc geometria elektronowa cząsteczki Clf5 jest kwadratową piramidą.

Dlaczego kąty wiązania w ClF5 są nieco mniejsze niż 90 stopni, a nie dokładnie 90 stopni?

Ze względu na obecność samotnej pary na centralnym atomie chloru, która powoduje odpychanie par wiązań, kąt wiązania F osiowej i równikowej zniekształcony, co powoduje kąty wiązania mniejsze niż 90 stopni.

Zatem kąty wiązania w ClF5 są nieco mniejsze niż 90 stopni.

Jak znaleźć geometrię molekularną/elektronową cząsteczki ClF5?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, posłużymy się modelem VSEPR –

Długa forma VSEPR to teoria odpychania par elektronów powłoki Valence'a

Korzystając z teorii VSEPR, możemy poznać trójwymiarową geometrię molekularną dowolnej cząsteczki, czego nie możemy zrobić za pomocą Struktura Lewisa który może przewidywać tylko dwuwymiarową geometrię.

Geometrię ClF5 można poznać następującymi sposobami –

1)Liczba samotnych par obecnych na chlorze (Cl) w jego strukturze Lewisa wynosi –

           Samotna para = 0.5*(elektrony walencyjne na Cl – liczba atomów przyłączonych do Cl)

                             = 0.5*(7-5)

                             = 1     

2) Hybrydyzacja atomu chloru –

         Hybrydyzacja chloru w ClF5 to –

  Liczba hybrydyzacji = liczba atomów przyłączonych do Cl + NO. samotnych par na Cl

                                          = 5 + 1

                                          = 6

Jako liczba hybrydyzacji 6, więc hybrydyzacja cząsteczki ClF5 to sp3d2

3) Wykorzystanie notacji VSEPR do uzyskania geometrii molekularnej –

Teraz notacja VSEPR to AXnEx

notacja AXnEx

Gdzie,

 A jest centralnym atomem

 (W ClF5 chlor jest centralnym atomem)

 X to atomy związane z centralnym atomem,

(W ClF5, F to atomy związane z centralnym atomem)

n to liczba atomów

(W ClF5, n=5)

 E to samotne pary elektronów obecne na centralnym atomie

x to liczba samotnych par

(W ClF5, x=1)

Tak więc dla cząsteczki ClF5 wzór AXnEx to AX5E1

Zgodnie z wykresem VSEPR cząsteczka o wzorze AX5E1 ma kształt molekularny jako piramida kwadratowa.

Ponieważ ClF5 ma notację AX5E1, więc geometria molekularna ClF5 jest kwadratową piramidą 

Dlaczego ClF5 jest cząsteczką polarną?

Cząsteczka nazywana jest polarną, gdy –

• Różnica elektroujemności między związanymi atomami jest większa niż O.4
• Zawiera wiązanie polarne z końcem dodatnim i ujemnym.
• Ma niesymetryczną geometrię, więc dipole nie ulegają anulowaniu.

Ale czasami cząsteczka z wiązaniem polarnym może okazać się niepolarna ze względu na symetryczny rozkład ładunków, tak że wypadkowy moment dipolowy wynosi 0.

Pentafluorek chloru (ClF5) jest cząsteczką polarną z następujących powodów:

• Różnica elektroujemności między chlorem (elektroujemność 3.16) a fluorem (elektroujemność 3.98) wynosi 0.82
• ClF5 jest niesymetryczną cząsteczką, ponieważ centralny atom chloru ma wolną parę.

Hybrydyzacja w ClF5

Hybrydyzacja to fuzja orbitali atomowych atomu w cząsteczce w celu utworzenia orbitali o równej energii i orientacji

W ClF5 centralny atom chloru tworzy pięć pojedynczych wiązań z 5 atomami fluoru i występuje na nim pojedyncza para.

Aby utworzyć wiązania z atomami fluoru, orbitale atomu chloru ulegają hybrydyzacji.

Elektroniczna konfiguracja stanu podstawowego chloru i fluoru to –

Chlor (stan podstawowy): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Fluor (stan podstawowy): 1S2 2S2 2P5

Elektroniczna konfiguracja chloru po zdobyciu elektronów przez tworzenie wiązań z fluorem-

Chlor 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Liczba steryczna = liczba wiązań sigma otaczających centralny atom + liczba samotnych par elektronów na centralnym atomie

Liczba steryczna = 5 + 1 = 6

Zatem hybrydyzacja dla chloru w cząsteczce ClF5 to Sp3d2

Czy ClF5 wykazuje rezonans?

Cząsteczka może wykazywać rezonans, gdy –

• Istnieje interakcja między dwoma wiązaniami pi w cząsteczce

             or

• Istnieje interakcja między wiązaniem pi a pojedynczymi elektronami obecnymi na sąsiednim atomie w cząsteczce.

ClF5 nie wykazuje rezonansu, ponieważ w cząsteczce ClF5 nie ma wiązań pi. 

Dlaczego pentafluorek chloru jest związkiem kowalencyjnym, mimo że zawiera atomy elektroujemne?

Ponieważ różnica elektroujemności między halogenami, chlorem i fluorem jest niewielka, więc ClF5 jest związkiem kowalencyjnym.

Czy ClF5 ma charakter neutralny?

Tak, ClF5 ma charakter neutralny i zawiera dwa różne atomy halogenu - jeden atom chloru i pięć atomów fluoru.

Wnioski:

Pentafluorek chloru jest związkiem międzyhalogenowym. Nie przestrzega zasady oktetu. Ma kwadratową geometrię piramidy. ClF5 jest cząsteczką polarną o momencie dipolowym 0.82D. Nie wykazuje rezonansu. Ma neutralny charakter.

Przeczytaj także:

• Struktura Lewisa Br3
• Struktura Lewisa Mgi2
• Struktura Lewisa So3
• Struktura Chcha Lewisa
• Struktura Lewisa Ccl4
• Struktura Lewisa Io4
• Struktura Lewisa Sbr4
• Struktura Chclo Lewisa
• Struktura Lewisa Baf2
• Struktura Nco Lewisa

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-