Fluorek cyjanu (FCN) składa się z liniowego układu atomów z węglem (C) w środku, związanym z azotem (N) i fluorem (F). Struktura Lewisa przedstawia potrójne wiązanie między C i N (każde wnoszące odpowiednio 4 i 5 elektronów walencyjnych) oraz pojedyncze wiązanie między C i F (F wnosi 7 elektronów walencyjnych). Całkowita liczba użytych elektronów walencyjnych wynosi 16. Nie ma samotnych par na C, ale wolne pary są obecne zarówno na N, jak i F. Cząsteczka jest polarna ze względu na różnicę elektroujemności (C: 2.55, N: 3.04, F: 3.98), wpływając na jego reaktywność i oddziaływania międzycząsteczkowe.
Struktura Lewisa FCN, znana również pod nazwą chemiczną jako fluorek cyjanu, jest nieorganiczną cząsteczką o masie cząsteczkowej 45.016 g/mol.
Kilka faktów na temat struktury lewisa FCN:
- Masa molowa/masa cząsteczkowa = 45.016 g/mol.
- Temperatura wrzenia = -46.17 0C , Temperatura topnienia = – 82 0C.
- Bezbarwny i ma ostry zapach.
- Toksyczny gaz.
Struktura Lewisa FCN:
Struktura FCN Lewis lub struktura kropki Lewisa jest elektroniczną reprezentacją cząsteczki reprezentującą orientację wiązań wraz z formalnym ładunkiem nabytym przez każdy atom składowy zawierający cząsteczkę.
Krótko mówiąc, opisuje reprezentację molekularną. Znając Lewis struktura kropkowa cząsteczki jest pierwszym i najważniejszym krokiem w kierunku rozszyfrowania właściwości fizycznych i chemicznych oraz cech charakterystycznych cząsteczki.
Kroki, aby narysować strukturę Lewisa FCN:
- Pierwszy krok polega na zliczeniu całkowitej liczby dostępnych elektronów. Atom fluoru ( F ) należy do 17th grupy układu okresowego pierwiastków i zawiera 7 całkowitych elektronów walencyjnych. Atom węgla należy do grupy 14th ( C ) i ma w sumie 4 elektrony walencyjne a atom azotu ( N ) należy do grupy 15th i ma w sumie 5 elektronów walencyjnych. To sprawia, że łącznie 16 elektronów walencyjnych jest dostępnych z każdego atomu składowego, aby zbudować strukturę FCN Lewisa.
- Następnym krokiem jest wybór atomu centralnego na podstawie ich różnicy elektroujemności. Jako atom centralny wybierany jest najmniej elektroujemny atom C o X = 2.55. F ma elektroujemność X = 3.98 a N ma elektroujemność X = 3.04 ( X = wielkość różnicy elektroujemności )
- Każdy atom składowy stara się pomieścić 8 elektronów w swoim otoczeniu, aby spełnić regułę oktetu. Po pierwsze, rysowane są wszystkie atomy z odpowiednimi elektronami walencyjnymi. Następnie każdy atom jest wyrównany w taki sposób, że może pomieścić 8 elektronów wokół siebie i sąsiednich atomów, dzieląc elektrony kowalencyjnie lub celownikowo.
- C ma charakter czterowartościowy i tworzy 4 wiązania z pozostałymi dwoma atomami. Ma wspólne 4 elektrony walencyjne z F i N. N dzieli 3 elektrony walencyjne tworząc potrójne wiązanie z C, a pozostałe dwa elektrony pozostają jako samotna para elektronów na N. F dzieli 1 elektron walencyjny z C tworząc pojedyncze wiązanie i pozostałe 6 elektronów walencyjnych pozostaje jako samotna para elektronów na F.
- W ten sposób otrzymujemy liniowo ukształtowaną cząsteczkę fluorku cyjanu, która sumiennie przestrzega zasady oktetu.
Schematyczne przedstawienie FCN pokazano poniżej:
Rezonans struktury Lewisa FCN:
Struktury rezonansowe są innymi reprezentacjami struktury kropek Lewisa pokazującymi wszystkie możliwości rozkładów elektronowych, reprezentacje, które osiągają najwyższą energię i te, które osiągają najniższą energię stabilną, są dobrze obserwowane w rezonansie.
Ponieważ wiązanie potrójne obejmuje chmurę elektronów pi, która może zostać zdelokalizowana, stąd struktura Lewisa FCN wykazuje rezonans.
Jedno z wiązań pi zostaje zdelokalizowane na atomie N, co daje ładunek ujemny, a C uzyskuje ładunek dodatni. Całkowita separacja opłat wynosi zero z powodu anulowania opłat i osiągnięcia neutralności.
Kształt struktury lewisa FCN:
Struktura FCN Lewisa przyjmuje kształt liniowy. Jest to zgodne z teorią VSEPR. Ponieważ C ma hybrydyzację sp, jest najbardziej stabilny, ponieważ wszystkie elektrony znajdują się w maksymalnej odległości od siebie, tj. 1800 kąt.
Strukturę przedstawiono w części poświęconej hybrydyzacji FCN.
Hybrydyzacja FCN:
Konfiguracja elektroniczna stanu podstawowego C: [He]2s22px12p1y2pz
Stan wzbudzony elektroniczna konfiguracja C: [He]2s12px12p1y2p1z
Konfiguracja elektroniczna stanu podstawowego F : [He]2s22px22p2y2p1z
Konfiguracja elektroniczna stanu podstawowego N : [He]2s22px12p1y2p1z
C przechodzi hybrydyzację sp, w której dwa z czterech niesparowanych elektronów w stanie wzbudzonym łączą się z N i F. Tworzą one wiązania sigma poprzez wiązanie i nakładanie się wzdłuż ich osi międzyjądrowej.
Pozostałe dwa niesparowane elektrony w niezhybrydyzowanych podpowłokach p C tworzą dwa wiązania pi przez boczne zachodzenie na niedzieloną chmurę elektronów pi azotu. F przechodzi sp3 hybrydyzacja z C tworzącym wiązanie sigma, a pozostałe 6 elektronów pozostaje jako 3 samotne pary elektronów na atomie F.
Elektrony walencyjne FCN:
Konfiguracja elektroniczna stanu podstawowego C: [He]2s22px12p1y2pz
Konfiguracja elektroniczna stanu podstawowego F : [He]2s22px22p2y2p1z
Konfiguracja elektroniczna stanu podstawowego N : [He]2s22px12p1y2p1z
Elektrony walencyjne to najbardziej zewnętrzne elektrony znajdujące się w podpowłokach, które uczestniczą w tworzeniu wiązań chemicznych lub jonizacji.
Tutaj C ma 4 elektrony walencyjne. F ma 7 elektronów walencyjnych. N ma 5 elektronów walencyjnych
Dlatego struktura Lewisa FCN ma łącznie 16 elektronów walencyjnych.
Przeczytaj Więcej Struktura i charakterystyka heksanolu
FCN struktury Lewisa samotne pary:
Struktura Lewisa FCN ma w sumie 4 samotne pary elektronów. 3 samotne pary elektronów znajdują się na atomie F, a 1 samotna para na atomie N.
Samotne pary elektronów to te elektrony walencyjne, które nie uczestniczą w tworzeniu wiązania kowalencyjnego.
Formalna opłata za formalną strukturę lewisa FCN:
Opłata formalna to sposób przypisania ładunku do każdego atomu składowego, który informuje o całkowitym ładunku nabytym przez cząsteczkę.
Matematycznie można to przedstawić jako:
Ładunek formalny = (Liczba elektronów walencyjnych w wolnym atomie pierwiastka) – (Liczba niedzielonych elektronów na atomie) – (Liczba wiązań z atomem)
Dodatkowo ładunek na cząsteczce = suma wszystkich ładunków formalnych.
Ładunek formalny F = 7 – 6 – 1 = 0
Ładunek formalny C = 4 – 0 – 4 = 0
Ładunek formalny N = 5 – 2 – 3 = 0
Reguła oktetu struktury Lewisa FCN:
Reguła oktetowa jest ogólną zasadą, którą chemik stosuje przy konstruowaniu struktury kropek Lewisa, która stwierdza, że każdy atom próbuje pomieścić 8 elektronów w swojej powłoce walencyjnej, aby uzyskać konfigurację gazu szlachetnego dla maksymalnej stabilności.
Struktura Lewisa FCN jest zgodna z regułą oktetu, w której każdy atom składowy ma 8 elektronów w swojej powłoce walencyjnej.
F ma 8 elektronów wokół siebie, w tym pary wiązań, C ma 8 elektronów, w tym wiązania pojedyncze i potrójne, a N ma wokół siebie 8 elektronów, w tym wiązanie potrójne i samotne pary elektronów.
Należy również zauważyć, że podczas obliczania elektronów oktetu należy policzyć zarówno wiązanie, jak i samotne pary elektronów.
Rozpuszczalność FCN :
Struktura Lewisa FCN jest lepiej rozpuszczalna w rozpuszczalnikach o mniejszej stałej dielektrycznej. Niewiele jest rozpuszczalników wymienionych poniżej w celach informacyjnych:
| Rozpuszczalnik | Rozpuszczalność |
| Woda | Nierozpuszczalny |
| Eter | Rozpuszczalny |
Czy FCN jest liniowy?
FCN struktura Lewisa jest cząsteczką liniową. Jest to zgodne z teorią VSEPR.
Kształt liniowy jest przyjmowany przez cząsteczkę trójatomową, aby mieć maksymalną odległość między samotnymi parami lub parami wiązań i minimalne odpychanie między nimi, co zapewnia maksymalną stabilność geometryczną.
Czy FCN jest czworościenny?
Nie, struktura Lewisa FCN nie jest cząsteczką czworościenną. Podstawowe zrozumienie cząsteczki czworościennej obejmuje 4 atomy w układzie czworościennym.
Czy FCN jest jonowy?
Struktura lewisa FCN ma charakter jonowy. Dzieje się tak dlatego, że wiąże się to z separacją ładunku, jak to obserwuje się w jednej ze struktur rezonansowych.
Cząsteczka FCN składa się z 3 różnych atomów (F, C, N) z dużą różnicą elektroujemności, obejmującą również potrójne wiązanie, które ma chmurę elektronów pi.
W rezultacie elektrony mogą zostać zdelokalizowane, co skutkuje częściowym rozdziałem ładunku, który może tworzyć dipole między końcami cząsteczki.
Należy jednak zauważyć, że wszystkie 3 atomy są niemetalami, więc ma pewien charakter kowalencyjny, jak wskazuje Zasada Fajana.
Czy FCN jest polarny czy niepolarny?
FCN struktura Lewisa można zidentyfikować jako cząsteczkę niepolarną, jeśli uznamy ją za cząsteczkę idealnie symetryczną. Jednak FCN z F i N na końcach nie są identyczne, co różni się różnicą elektroujemności.
W związku z tym pewna polaryzacja jest obecna w cząsteczce, ponieważ wielkość momentu dipolowego nie będzie podobna na końcach.
Ma dużą polarność, ale niewystarczającą, aby nazwać ją idealnie polarną cząsteczką.
Czy FCN jest paramagnetyczny czy diamagnetyczny?
Struktura Lewisa FCN ma charakter paramagnetyczny ze względu na obecność niesparowanych elektronów w p podpowłokach atomu N. Pozostają w stanie potrójnego podniecenia.
Przyciąga ich pole magnetyczne. Niesparowane elektrony, które pozostają jako samotna para elektronów na azocie, nie łączą się w pary, ale pozostają jako niesparowane elektrony w różnych podpowłokach.
Kąt struktury Lewisa FCN:
Kąt wiązania definiuje się jako kąt między centralnym atomem a związanymi atomami. Tutaj, w strukturze Lewisa FCN, kąt wiązania znajduje się pomiędzy trzema atomami, tj. FCN .
Ponieważ C ma hybrydyzację sp z atomem N i sp3 hybrydyzacja z atomem F, kąt wiązania nie jest dokładnie bliski 1800 ale blisko.
Czy FCN jest środkiem redukującym?
Struktura lewisa FCN jest silna Środek redukujący. Anion, jon fluorkowy, jest silnym środkiem redukującym w reakcjach par redoks.
Nazywa się je reduktorami.
Czy FCN jest środkiem utleniającym?
Struktura FCN Lewisa nie jest środkiem utleniającym. Nazywa się je reduktorami, a nie utleniaczami.
Czy FCN jest symetryczny czy asymetryczny?
Struktura FCN Lewis jest symetryczną cząsteczką. Dzieje się tak, ponieważ jest to liniowa trójatomowa cząsteczka z nieskończonymi płaszczyznami sigma, która jest identyczna z płaszczyzną molekularną, która zawiera wszystkie atomy w płaszczyźnie.
Ponieważ posiada nieskończone płaszczyzny molekularne, Coo osie, a więc jest to cząsteczka symetryczna.
Uwaga: Płaszczyzna molekularna to płaszczyzna, która zawiera wszystkie atomy wraz z osią międzyjądrową.
Zastosowania FCN:
- Może być stosowany jako uczulacz, insektycydy, produkcja barwników, polimerów.
- Ponieważ kondensuje się do postaci polimerycznych w temperaturze pokojowej, jest stosowany jako symetryczna sieć polimerów.
- Jest stosowany jako środek fluorujący i nitrylujący.
Wnioski:
Struktura Lewisa FCN jest gorącym tematem ze względu na tendencję do polimeryzacji w dzisiejszych badaniach, z których dzięki następującemu artykułowi dowiadujemy się, że jest to liniowa trójatomowa cząsteczka stosowana do celów przemysłowych o bardzo ostrym i toksycznym zapachu.
Przeczytaj Więcej Konfiguracja elektronów ameryku.
Przeczytaj także:
- Struktura Lewisa Nh3o
- Struktura Bn Lewisa
- Struktura Lewisa Cah2
- Struktura Lewisa Xeof4
- Struktura Lewisa Xeo2f2
- Struktura Lewisa Ccl2o
- Struktura Lewisa Pcl5 2
- Struktura Lewisa Xecl4
- Struktura Lewisa Sif4
- Struktura Lewisa Baso4
Cześć…. Jestem Nandita Biswas. Ukończyłam studia magisterskie na kierunku Chemia ze specjalizacją w chemii organicznej i fizycznej. Zrealizowałem także dwa projekty z chemii. Jeden dotyczył szacowania kolorymetrycznego i oznaczania jonów w roztworach. Inni z Solvatochromism badają fluorofory i ich zastosowania w chemii, a także ich właściwości układania w stosy podczas emisji. Pracuję jako stażysta naukowy na Wydziale Lekarskim.
Połączmy się przez LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/nandita-biswas-244b4b179