LiBr lub bromek litu jest halogenowaną nieorganiczną solą metalu alkalicznego o masie cząsteczkowej 86.84 g/mol. Omówmy szczegółowo LiBr.
LiBr jest solą jonową, która przyjmuje sześcienną strukturę krystaliczną, w której każdy jon litu jest otoczony czterema atomami Br, a każdy atom Br jest otoczony czterema atomami Li. Można go wytworzyć w reakcji kwasu bromowodorowego i wodorotlenku litu, więc natura soli jest bardzo silna.
LiBr ma charakter higroskopijny i magnetyczny, ma podatność magnetyczną -34.3 *10-6 cm3/mol. W tym artykule dowiemy się o strukturze Lewisa, polarności, kącie wiązania, hybrydyzacji, charakterze jonowym, kwasowości i kształcie cząsteczkowym LiBr z odpowiednim wyjaśnieniem w dalszej części.
1. Jak narysować strukturę LiBr Lewisa?
Struktura Lewisa dla cząsteczki kowalencyjnej może dać nam wyobrażenie o naturze wiązania i elektronach zaangażowanych w wiązanie. Spróbujmy narysować strukturę Lewisa LiBr.
Zliczanie całkowitych elektronów walencyjnych
Łącznie 8 elektronów to elektrony walencyjne dla LiBr, które biorą udział w tworzeniu wiązań i innych właściwościach chemicznych cząsteczki. Zasadniczo Li i Br dostarczyły w sumie 8 elektronów z orbity walencyjnej i dodały je do siebie. Te elektrony są uważane za elektrony walencyjne.
Wybór centralnego atomu
Po zliczeniu całkowitych elektronów walencyjnych, w 2nd krok, jest wymagany dla centralnego atomu. aby wybrać atom centralny, należy zweryfikować pewne warunki, jednym jest elektroujemność, a drugim wielkość. Na podstawie wszystkich rozważań wybraliśmy brom jako centralny atom w cząsteczce LiBr.
Spełnienie reguły oktetu
Każdy atom powinien podążać za oktetem podczas tworzenia wiązań, uzupełniając swoje elektrony walencyjne odpowiednimi elektronami. Oba Li i Br uzupełniają swoją powłokę walencyjną, dzieląc elektrony w tworzeniu wiązania. Elektrony wymagane dla oktetu to 2+8 = 10, które mogą być dzielone przez tworzenie wiązania.
Zaspokojenie wartościowości
Liczba elektronów wymaganych do ukończenia oktetu wynosi 10, a dostępnych elektronów walencyjnych dla LiBr wynosi 8, więc pozostanie 10-8 = 2 elektrony, a te elektrony potrzebują wiązania 2/2 =1. Tak więc w LiBr będzie wymagane minimum jedno wiązanie, aby spełnić wartościowość. Oba Li i Br są jednowartościowe.
Przypisz samotne pary
Li jest pozbawiony samotnych par, ponieważ ma tylko jeden elektron walencyjny, który jest zaspokajany przez jego wartościowość. Br jest tu usatysfakcjonowany swoją stabilną monowalencją, w której tworzy tylko jedno wiązanie z li, dzieląc jeden elektron. Pozostałe sześć elektronów walencyjnych istnieje jako samotne pary w postaci sparowanej.
2. Elektrony walencyjne LiBr
Jonowy lub kowalencyjny, każda cząsteczka ma elektrony walencyjne, które są wkładem ich atomu składowego. Policzmy całkowite elektrony walencyjne dla LiBr.
Całkowite elektrony walencyjne dla LiBr wynoszą 8, które to elektrony biorą udział w tworzeniu wiązań i są obecne w powłoce zewnętrznej. Po prostu liczymy elektrony walencyjne każdego atomu, a następnie dodajemy je razem, mnożąc ich stechiometryczne proporcje w cząsteczce.
- Elektron walencyjny obecny nad atomem Li wynosi 1 (ponieważ zawiera tylko 1 elektron na swoim orbicie walencyjnym)
- Elektrony walencyjne obecne nad atomem bromu to 7 (ponieważ zawiera on 7 elektronów na swoim orbicie 5s i 5p razem)
- Tak więc całkowita liczba elektronów walencyjnych obecnych nad cząsteczką LiBr wynosi 1+7 = 8
3. Pojedyncze pary struktury LiBr Lewis
Wolne pary nad cząsteczką to te elektrony walencyjne, które nie biorą udziału w tworzeniu wiązania, ale biorą udział w reakcji. Policzmy wszystkie samotne pary LiBr.
Na cząsteczce LiBr znajdują się 3 pary samotnych par, które są pozostałymi elektronami walencyjnymi po utworzeniu wiązania. Wszystkie pojedyncze pary pochodzą z miejsca Brom, ponieważ Li ma 0 samotnych par, a ja mam nadmiar elektronów niż jego stabilna wartościowość, aby pokazać samotne pary.
- Wzór do obliczenia dla samotnych par to samotne pary = elektrony obecne na orbicie walencyjnej – elektrony zaangażowane w tworzenie wiązań
- Wolne pary obecne nad atomem Li to 1-1 = 0
- Wolne pary obecne nad atomem Br to 7-1 = 6
- Tak więc całkowite samotne pary obecne nad cząsteczką LiBr to 6 elektronów lub trzy pary samotnych par.
4. Reguła oktetu struktury LiBr Lewisa
Oktet służy do tworzenia wiązania poprzez uzupełnienie elektronów walencyjnych każdego tomu o odpowiednią liczbę elektronów. Zobaczmy oktet LiBr.
W LiBr każdy atom nie wypełnił orbitalu walencyjnego, więc podąża za oktetem, aby uzupełnić swój orbital walencyjny elektronami. Potrzebuje 10 elektronów w formacji oktetowej (dwa dla elementu blokowego s i 8 dla elementu blokowego p). Rozwiercane elektrony są zaspokojone odpowiednią liczbą wiązań.
Rozwiercane elektrony będą miały 10 – 8 = 2, co może być zaspokojone przez wiązanie 2/2 = 1. W LiBr będzie co najmniej 1 wiązanie pomiędzy Li i Brom, a jeśli to konieczne, zostanie utworzone dodatkowe wiązanie zgodnie z wartościowością. Ale przez 1 wiązanie Li i Brom uzupełniają również swój orbital walencyjny i oktet.
5. Kształt struktury LiBr Lewis
Molekularny kształt cząsteczki jonowej według jej struktury sieciowej, a dla cząsteczki kowalencyjnej według teorii VSEPR. Przewidujmy kształt LiBr.
Kształt cząsteczkowy LiBr jest liniowy zgodnie z teorią VSEPR, którą można omówić w poniższej tabeli.
| Molekularny Formuła | Liczba pary wiązań | Liczba samotne pary | Shape | Geometria |
| AX | 1 | 0 | Liniowy | Liniowy |
| AX2 | 2 | 0 | Liniowy | Liniowy |
| AX | 1 | 1 | Liniowy | Liniowy |
| AX3 | 3 | 0 | Trójkątny płaski | Trójkątny Planar |
| AX2E | 2 | 1 | zgięty | Trójkątny Planar |
| AX2 | 1 | 2 | Liniowy | Trójkątny Planar |
| AX4 | 4 | 0 | Czworościenny | Czworościenny |
| AX3E | 3 | 1 | Trójkątny piramidalny | Czworościenny |
| AX2E2 | 2 | 2 | zgięty | Czworościenny |
| AX3 | 1 | 3 | Liniowy | Czworościenny |
| AX5 | 5 | 0 | trójkątny bipiramidalny | trójkątny bipiramidalny |
| AX4E | 4 | 1 | huśtać się | trójkątny bipiramidalny |
| AX3E2 | 3 | 2 | w kształcie litery T | trójkątny bipiramidalny |
| AX2E3 | 2 | 3 | liniowy | trójkątny bipiramidalny |
| AX6 | 6 | 0 | oktaedryczny | oktaedryczny |
| AX5E | 5 | 1 | Kwadratowa piramidalny | oktaedryczny |
| AX4E2 | 4 | 2 | Kwadratowa piramidalny | oktaedryczny |
Zgodnie z teorią VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) geometria molekularna będzie czworościenna, ponieważ jest to AX4 typ cząsteczki, który oznacza tetrakoordynację, ale obecne są 3 pojedyncze pary, więc zmienia swoją najlepszą geometrię na liniową iz tego powodu hybrydyzacja zostanie zmieniona.
6. Kąt struktury Lewisa LiBr
Kąt wiązania cząsteczki jonowej zależy od ułożenia kryształu sieci i kowalencyjnej hybrydyzacji. Obliczmy kąt wiązania dla LiBr.
Kąt wiązania dla cząsteczki LiBr wynosi 1800, co jest wyraźną wskazówką, że cząsteczka ma geometrię liniową, a tylko dla geometrii liniowej kąt powinien wynosić 1800. Istnieje tylko jedno wiązanie między Li i Brom i nie ma żadnych innych pierwiastków, więc możliwy kąt wiązania dwóch atomów wynosi 1800.
- Za pomocą wartości hybrydyzacji możemy połączyć teoretyczną i obliczoną wartość kąta wiązania dla LiBr.
- Wzór na kąt wiązania zgodnie z regułą Benta to COSθ = s/(s-1).
- Brom jest sp3 zhybrydyzowany, ale ze względu na liniową geometrię przyjmuje hybrydyzację sp.
- Centralny atom Bromu jest zhybrydyzowany sp, więc znak s tutaj wynosi 1/2th
- Zatem kąt wiązania to COSθ = {(1/2)} / {(1/2)-1} =-(1)
- Θ = KOS-1(-1/2) = 1800
- Tak więc wartość kąta wiązania jest wartością obliczoną, a wartość teoretyczna jest równa.
7. Opłata formalna struktury LiBr Lewis
Połączenia opłata formalna obecny nad każdym atomem jest obliczany przy założeniu tej samej elektroujemności wszystkich atomów. Obliczmy formalną opłatę LiBr.
Formalny ładunek nad LiBr wynosi zero, ponieważ ładunek obecny na każdym atomie może zostać zneutralizowany tą samą wartością, ale przeciwnie do znaku. W LiBr atomy Li uwolniły jeden elektron, tworząc Li+ a brom bierze ten elektron do postaci I-. Ale ładunek jest zerowany, ponieważ cząsteczka jest obojętna.
- Zobaczmy, jak cząsteczka jest neutralna przy obliczaniu ładunku formalnego według wzoru Ładunek formalny = Nv - Nlp -1/2 Nbp
- Zarzut formalny obecny nad Li+ jon to 1-0-(0/2) = +1
- Ładunek formalny obecny nad jonem bromkowym to 7-8-(0/2) = -1
- Tak więc formalne oskarżenie Li+ i ja- odpowiednio +1 i -1, więc wartość jest taka sama, ale przeciwna, więc neutralizują się nawzajem i czynią cząsteczkę neutralną.
8. Hybrydyzacja LiBr
Hybrydyzacja cząsteczki kowalencyjnej w celu prawidłowego wiązania różnych orbitali atomowych zawierających energię. Zobaczmy hybrydyzacja bromu w LiBr.
Centralny Br to sp3 zhybrydyzowany tutaj, który jest zgodny z poniższą tabelą,
| Structure | Hybrydyzacja wartość | Stan hybrydyzacja centralnego atomu | Kąt wiązania |
| 1.Liniowy | 2 | sp / sd / pd | 1800 |
| 2. Planista trójkątny | 3 | sp2 | 1200 |
| 3.Tetraedryczny | 4 | sd3/ sp3 | 109.50 |
| 4.Trygonalny bipiramidalny | 5 | sp3d/dsp3 | 900 (osiowy), 1200(równikowy) |
| 5.Oktaedry | 6 | sp3d2/ D2sp3 | 900 |
| 6.Pięciokątny bipiramidalny | 7 | sp3d3/d3sp3 | 900, 720 |
- Hybrydyzację możemy obliczyć ze wzoru umownego, H = 0.5(V+M-C+A),
- Zatem hybrydyzacja centralnego bromu wynosi ½(7+1+0+0) = 4 (sp3)
- W hybrydyzacji zaangażowane są jeden orbital s i trzy orbitale p z N.
- W hybrydyzację zaangażowane są samotne pary nad bromem.
9. Rozpuszczalność LiBr
Rozpuszczalność związku jonowego polega na zerwaniu wiązania między dwoma tomami i rozpuszczeniu się w konkretnym rozpuszczalniku. Zobaczmy, czy LiBr jest rozpuszczalny w wodzie, czy nie.
LiBr jest rozpuszczalny w wodzie, ponieważ jest cząsteczką jonową, a związki jonowe są polarne, a więc rozpuszczalne w polarnych rozpuszczalnikach. Ponadto uwodnienie energii LiBr jest wyższe niż jego entalpia wiązania, więc gdy rozpada się na jony, cząsteczka wody jest przyciągana do Li+ jony, ponieważ ma wyższy potencjał jonowy.
Oprócz wody może być rozpuszczalny w innych polarnych rozpuszczalnikach, takich jak,
- CCl4
- CHCl3
- DMSO
- Metanol
- etanol
- Toluen
10. Czy LiBr jest stały czy gazowy?
Większość związków jonowych ma charakter stały z powodu silnego oddziaływania międzyjądrowego między atomami składowymi. Zobaczmy, czy LiBr jest solidny, czy nie.
LiBr to stała krystaliczna cząsteczka. Występuje w postaci białego krystalicznego proszku, ponieważ składa się z sieci halitowej i z tego powodu struktura sieciowa i oddziaływania jonowe w cząsteczce jest bardzo wysoka, a wszystkie atomy składowe są obecne bardzo blisko siebie i występują w postaci stałej .
Natura kryształu jest bardzo twarda i wymaga bardzo dużej energii, aby rozbić kryształ LiBr.
11. Czy LiBr jest polarny czy niepolarny?
Wszystkie związki jonowe są polarne, ponieważ natura wiązania obecnego między atomami jest wysoce polarna z powodu oddziaływania jonowego. Zobaczmy, czy LiBr jest polarny, czy nie.
LiBr jest cząsteczką polarną, ponieważ jest związkiem jonowym, więc natura wiązania między Li-Br ma charakter polarny. Ze względu na strukturę liniową moment dipolowy przepływa od elektrododatniego Li do elektroujemnego atomu bromu i nie ma żadnego innego momentu dipolowego. Tak więc jest wypadkowa wartość momentu dipolowego.
Ponadto obserwuje się ogromną różnicę elektroujemności między Li i Brom, ponieważ jeden jest najbardziej elektrododatni, a drugi jest bardzo elektroujemny w przypadku halogenu.
12. Czy LiBr jest kwaśny czy zasadowy?
Większość związków jonowych ma charakter soli, ponieważ nie mają właściwości takich jak kwasy czy zasady. Zobaczmy, czy LiBr jest kwaśny, zasadowy czy obojętny.
LiBr nie jest ani kwasowy, ani zasadowy, jest raczej jonową solą nieorganiczną. LiBr powstaje w reakcji mocnej zasady wodorotlenku sodu z mocnym kwasem bromowodoru. Tworzą więc sól wraz z wodą, a LiBr jest solą, a jej natura jest bardzo silna i może być łatwo zjonizowana, tworząc silnie naładowaną cząsteczkę.
13. Czy LiBr jest elektrolitem?
Związki jonowe są elektrolitami z powodu jonizacji w roztworze wodnym, a większość soli ma charakter jonowy. Porozmawiajmy o tym, czy LiBr jest elektrolitem, czy nie.
LiBr jest silnym elektrolitem, ponieważ może zostać zjonizowany do Li+ i br-, jony te mają wyższą mobilność i wyższą gęstość ładunku, dzięki czemu mogą z łatwością przenosić energię elektryczną przez roztwór, gdy są w nim rozpuszczone. Ponadto jest solą jonową, dzięki czemu może przenosić energię elektryczną.
14. Czy LiBr jest jonowy czy kowalencyjny?
Większość soli ma charakter jonowy i tworzy wiązania przez całkowitą jonizację i oddanie elektronów, a wiązania są polarne. Zobaczmy, czy LiBr jest jonowy, czy nie.
LiBr jest czystą cząsteczką jonową, ponieważ powstaje przez oddanie jednego elektronu przez jon bromkowy do Li+. Tak więc wiązanie utworzone między nimi przez oddziaływanie jonowe i potencjał jonowy Li+ jest bardzo wysoki, więc może łatwo polaryzować większy polaryzowalny anion Bromek i wykazywać charakter jonowy.
Wnioski
LiBr to jonowa sól nieorganiczna, którą można stosować jako środek osuszający w systemie kontroli powietrza. W różnych syntezach organicznych LiBr jest stosowany jako odczynnik, jest również stosowany w katalizatorach reakcji utleniania i hydroformylowania.
