9 faktów na temat struktury i charakterystyki KrCl4 Lewisa: dlaczego i jak

KrCl .Name₄ lub czterochlorek kryptonu to a tetra-skoordynowany chlorowcowany związek o masie cząsteczkowej 225.61 g/mol. Porozmawiajmy o KrCl₄ szczegółowo.

KrCl .Name₄ jest związkiem obojętnego pierwiastka Kr, a Kr na ogół nie może reagować z innymi pierwiastkami, ale ze względu na obecność elektroujemnych atomów Cl energia progowa między nimi jest prawie równa. Cząsteczka jest reaktywna dzięki obecności czterech atomów elektroujemnych i czterech wiązań sigma.

Rzućmy okiem na kilka ważnych tematów KrCl₄ jak struktura Lewisa, hybrydyzacja, kąt wiązania i elektrony walencyjne z odpowiednimi wyjaśnieniami w następnym artykule.

1. Jak narysować KrCl₄ struktura Lewisa

Struktura Lewisa z KrCl₄ może dać nam jasny obraz właściwości molekularnych KrCl₄. Spróbujmy narysować strukturę Lewisa dla KrCl₄ w różnych kolejnych krokach.

Liczenie elektronów walencyjnych

Zliczanie elektronów walencyjnych dla cząsteczki jest pierwszym przerysowaniem prawidłowo rysującym jej strukturę Lewisa. Tutaj całkowita liczba elektronów walencyjnych wynosi 36. Teraz możemy wyjaśnić te elektrony walencyjne, dodając elektrony walencyjne Kr jako 8 i dla czterech atomów Cl jako 7 każdy, i po prostu dodaliśmy je razem.

Wybór centralnego atomu

Wybór centralnego atomu do narysowania struktury Lewisa to kolejny ważny krok. Tutaj Kr jest wybrany jako atom centralny z dwóch powodów. Pierwszym powodem jest to, że rozmiar Kr jest większy niż Cl, więc może gromadzić wszystkie otaczające go atomy, a drugim powodem jest to, że Kr jest bardziej elektrododatni niż Cl.

Zaspokojenie oktetu

Zawsze podczas rysowania struktury Lewisa należy sprawdzić, czy każdy atom przestrzega reguły oktetu, uzupełniając swój orbital walencyjny, przyjmując lub dzieląc elektrony od innych. Tak więc tutaj Kr ma cztery elektrony wspólne z czterema atomami Cl i dwiema parami samotnych par, a każdy Cl dzieli jeden elektron, aby podążać za oktetem.

Zaspokojenie wartościowości

Aby przestrzegać całkowitej liczby elektronów oktetu wymaganej dla KrCl₄ to 8+(4*8) = 40, ale całkowita liczba elektronów walencyjnych wynosi 36, więc aby spełnić wartościowość każdego atomu, powinniśmy dodać ½(40-36) = 2 wiązania, ale Kr jest sześciowartościowy, więc tworzy cztery wiązania sigma z czterema Atomy Cl i dwie samotne pary, a każdy Cl tworzy jedno wiązanie spełniające ich jednowartościowość.

Przypisz samotne pary

W ostatnim kroku przypisujemy niezwiązane elektrony do odpowiednich atomów. Te elektrony nadchodzą na końcu po spełnieniu wartościowości. Kr ma 8 elektronów walencyjnych i tylko cztery elektrony biorą udział w tworzeniu wiązania. Pozostałe cztery elektrony i sześć elektronów każdego Cl istnieją nad nimi jako samotne pary.

2. KrCl₄ kształt struktury Lewisa

Kształt struktury Lewisa jest bardzo szczególny dla tej cząsteczki, która ma to samo środowisko. Teraz spróbujemy poznać kształt KrCl₄ w następnej sekcji.

Kształt KrCl₄ is Kwadratowy planarny zgodnie z poniższą tabelą,

Ze względu na obecność dwóch par samotnych par jest to AX₄E₂ rodzaj cząsteczki wg WSEPR (teoria par elektronów powłoki walencyjnej) i przyjął kwadratowy płaski kształt, ale jego geometria jest ośmiościenna. Cztery atomy Cl stanowią cztery rogi kwadratowego płaskiego ugrupowania.

3. KrCl₄ elektrony walencyjne

Za pomocą elektronów walencyjnych każdy atom może tworzyć stabilne wiązanie z innym, a także wartościowość będzie uzasadniona. Obliczmy całkowitą liczbę elektronów walencyjnych dla KrCl₄.

Całkowita liczba elektronów walencyjnych KrCl₄ wynosi 36, ponieważ 8 elektronów pochodzi od Kr, a dla każdego Cl wynosi 7, więc dla 4 atomów Cl liczby wynoszą 28, a my po prostu dodajemy je według ich stosunku stechiometrycznego. Tak więc elektrony walencyjne KrCl₄ są sumą każdego atomu.

• Obliczmy oddzielnie całkowitą liczbę elektronów walencyjnych dla układu.
• Elektrony walencyjne dla centralnego Kr to 8
• Elektrony walencyjne otaczającego atomu Cl wynoszą 7
• Zatem całkowita liczba elektronów walencyjnych dla KrCl₄ to 8+(7*4) = 36

4. KrCl₄ Reguła oktetu struktury Lewisa

Aby zaspokoić wartościowość każdego atomu, po utworzeniu wiązania przestrzegają oktetu, uzupełniając swój orbital walencyjny. Teraz omów oktet KrCl₄ szczegółowo.

Kr już zakończył swój oktet, ponieważ jest to gaz szlachetny i jego konfiguracja jest [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ i Cl muszą uzupełnić oktet podczas tworzenia wiązania. Ponieważ jego powłoka walencyjna nie jest kompletna, ponieważ jego konfiguracja to [Ne]3s²3p⁶. Podczas tworzenia wiązania każdy Cl dzieli jeden elektron i uzupełnia swój oktet.

Aby przestrzegać oktetu dla bloku p Kr i Cl, całkowite zapotrzebowanie na elektrony wyniesie 8+(4*8) =40. Ale elektronów walencyjnych jest 36, więc pozostałe elektrony gromadzą się przez wiązania 4/2 = 2, aby zaspokoić ich wartościowość. Uzupełniając oktet Kr, podobnie jak Cl, są zadowoleni ze swojej stabilnej wartościowości, tworząc pojedyncze wiązanie.

5. KrCl₄ samotne pary struktury Lewisa

Samotne pary to te elektrony walencyjne, które nie biorą udziału w tworzeniu wiązań, są elektronami niezwiązanymi. Policzmy samotne pary KrCl₄.

KrCl .Name₄ ma 14 par samotnych par lub 28 samotnych par obecnych elektronów, które pochodzą z Kr i Cl. Ponieważ Kr ma 8 elektronów walencyjnych, a tylko 4 elektrony są używane do tworzenia wiązań. W Cl jest 7 elektronów walencyjnych i tylko 1 elektron jest używany w wiązaniu, a pozostałe elektrony występują w wolnych parach.

• Pojedyncze pary są obliczane według następującego wzoru: elektrony niezwiązane = elektrony walencyjne – elektrony wiążące.
• Samotna para nad Kr to 8-4 = 4
• Samotne pary nad Cl to 7-1 = 6
• Tak więc całkowita liczba samotnych par KrCl₄ wynosi 4 + (6*4) = 28 samotnych par elektronów.

6. KrCl₄ kąt struktury Lewisa

Kąt wiązania to kąt tworzony przez atomy obecne w cząsteczce dla właściwej orientacji i kształtu. Teraz oblicz kąt wiązania KrCl₄ w następnej części.

Kąt wiązania Cl-Kr-Cl jest idealny 90⁰ ponieważ istnieje jako kwadratowy kształt piramidy, więc kąt wiązania jest wartością idealną. Wszystkie atomy Cl tworzą idealne 90⁰ kąt wiązania z centralnym Kr i samotne pary obecne nad Kr są daleko ze względu na większy rozmiar Kr. Nie ma więc szans na odpychanie samotnych par.

• W rzeczywistości kąt wiązania jest przewidywany przez zasadę zgięć hybrydyzacji, COSθ = (p-1)/p.
• Hybrydyzacja KrCl₄ jest sp³d², więc znak p to 3/6^th lub ½.
• Zatem kąt wiązania wynosi COSθ = [(1/2)-1]/(1/2)
• Θ = KOS^-1(-1) = 180⁰
• Więc kąt wiązania wynosi 180⁰-90⁰ = 90⁰.

7. KrCl₄ formalna opłata za strukturę Lewisa

Dzięki koncepcji ładunku formalnego możemy przewidzieć wielkość ładunku i który atom się gromadzi, co można obliczyć. Obliczmy ładunek formalny dla KrCl₄.

Formalny ładunek KrCl₄ wynosi 0, ponieważ wypadkowy ładunek formalny poszczególnych atomów wynosi 0 i z tego powodu całkowity ładunek formalny wynosi 0. Cząsteczka jest stabilna, a każdy atom obecny nad cząsteczką jest zaspokajany przez swój stopień utlenienia i wartościowość, więc żaden ładunek nie będzie pojawiają się na cząsteczce.

Sprawdźmy wartość ładunku formalnego obecnego nad H lub P wzorem FC = N_v - N_lp -1/2 N_bp

• Formalny ładunek nad atomem Kr wynosi 8-4-(8/2) = 0
• Formalny ładunek nad atomem Cl wynosi 7-6-(2/2) = 0
• Tak więc z powyższych danych wynika, że ​​KrCl₄ jest elektrycznie stabilną cząsteczką o zerowych ładunkach formalnych.

8. KrCl₄ rezonans struktury Lewisa

Rezonans to delokalizacja chmur elektronowych poprzez różne formy szkieletu cząsteczki. Zobaczmy, czy jest to możliwe dla KrCl₄ rezonansowa struktura, czy nie.

KrCl₄ pokazuje rezonans z powodu obecności samotnych par nad Cl działa jak nadmiar chmur elektronowych i może zostać zdelokalizowany nad Kr przez wiązanie. KrCl₄ pokazuje ogólnie dwie struktury rezonansowe. Jeden jest bardziej stabilny, a drugi mniej stabilny w oparciu o liczbę wiązań kowalencyjnych i ładunków.

Struktura I jest bardziej stabilna, ponieważ zawiera taką samą liczbę wiązań kowalencyjnych jak struktura II, ale nad cząsteczką nie pojawia się żaden ładunek. Ale struktura II zawiera jedno wiązanie podwójne między Kr i Cl, ale ładunek dodatni pojawia się nad elektroujemnymi atomami Cl, co jest czynnikiem destabilizującym i ma mniejszy udział.

9. KrCl₄ hybrydyzacja

Hybrydyzacja jest koncepcją teoretyczną, zgodnie z którą mieszanie orbitali atomowych tworzy nowy orbital hybrydowy o równoważnej energii. Przewidujmy hybrydyzację KRCL4.

KrCl .Name₄ jest sp³d² zhybrydyzowane, co potwierdza poniższa tabela,

• Hybrydyzację możemy obliczyć ze wzoru umownego, H = 0.5(V+M-C+A),
• Tak więc hybrydyzacja centralnego Kr wynosi ½(8+4+0+0) = 6 (sp³d²)
• W hybrydyzacji bierze udział jeden orbital s, trzy orbitale p i dwa orbitale d Kr.
• Samotne pary nad Kr są również zaangażowane w hybrydyzację.

10. Czy KrCl₄ polarny czy niepolarny?

Polaryzacja lub niepolarność zależy od obecności momentu dipolowego utworzonego przez atomy cząsteczki. Zobaczmy, czy KrCl₄ jest polarny czy nie.

KrCl .Name₄ jest cząsteczką niepolarną ze względu na swój symetryczny kształt cząsteczki. Wszystkie kierunki momentu dipolowego będą się wzajemnie znosić ze względu na symetryczny kształt cząsteczki. Wielkość momentu dipolowego jest zawsze taka sama, ponieważ wszystkie otaczające ją atomy to Cl.

Wnioski

KrCl .Name₄ cząsteczka jest bardziej reaktywna, ponieważ cała gęstość elektronów sigma każdego wiązania jest przeciągana do elektroujemnego miejsca Cl. Tak więc wiązania stają się słabsze i łatwo ulegają rozszczepieniu i jest stosowany jako środek chlorujący w reakcjach organicznych.

Biswarup Chandra Dey

Cześć… Nazywam się Biswarup Chandra Dey i ukończyłem studia magisterskie z chemii na Uniwersytecie Centralnym w Pendżabie. Moją specjalizacją jest Chemia Nieorganiczna. Chemia to nie tylko czytanie linijka po linijce i zapamiętywanie, to koncepcja, którą można łatwo zrozumieć i tutaj dzielę się z Wami koncepcją chemii, której się uczę, bo warto się nią dzielić.