Struktura Lewisa NF3: rysunki, hybrydyzacja, kształt, ładunki, pary

Porozmawiamy o strukturze Lewisa NF3, opłatach formalnych, geometrii, hybrydyzacji i zastosowaniach NF₃ w tym artykule.

Trifluorek azotu (NF₃) jest nieorganicznym, bezbarwnym, niepalnym, toksycznym gazem o lekko stęchłym zapachu. W NF₃ cząsteczka, azot jest przyłączony do trzech atomów fluoru przez pojedyncze wiązanie i ma masę cząsteczkową 71.00 g/mol.

Jak narysować NF₃ struktura Lewisa?

Narysujmy NF₃ struktura Lewisa krok po kroku;

Najpierw policz liczbę elektronów walencyjnych w cząsteczce NF₃

N ( Z= 7) = [He] 2s²2p³  ie Obecnych jest 5 elektronów walencyjnych

Ponieważ w najbardziej zewnętrznej powłoce azotu znajduje się 5 elektronów

F (Z = 9) = [He] 2s²2p⁵  tj. tylko 7 elektronów jest dostępnych do wiązania

Całkowita liczba walencyjna = 5 + 7*3 = 26 elektronów walencyjnych.

Przed ułożeniem atomów należy wiedzieć, który atom zajmie centralną pozycję. Zgodnie z zasadą elektroujemności atom o mniej elektroujemnej naturze zajmie tę pozycję. W związku z tym azot znajdzie się w centrum, a reszta atomów zajmie pozycje peryferyjne.

1. Zgodnie z zasadą wiązania sigma najpierw utworzymy pojedyncze wiązanie między atomami, a następnie przejdziemy do dalszego ułożenia. 

• Po wykonaniu pojedynczego wiązania czas na ułożenie pozostałych par elektronów, ponieważ jedno wiązanie = 2 elektrony, czyli 6 elektronów z 26 elektronów jest już ułożonych. Stąd wyszliśmy z 20 elektronami. Przypiszmy kolejne elektrony, aby uzyskać jasny obraz NF3 struktura Lewisa.

                                                         NF₃ struktura Lewisa.

Elektrony walencyjne NF3

Jak wyjaśniono w pierwszym etapie struktury Lewisa, elektrony walencyjne to te, które są dostępne do wiązania. Również o wartościowości atomu decyduje liczba elektronów w zewnętrznej powłoce.

Dlaczego tylko najbardziej zewnętrzne elektrony brały pod uwagę tylko elektrony walencyjne?

 Zrozummy to na przykładzie atomu azotu. Ponieważ azot należy do grupy 15 i ma liczbę atomową siedem. Elektroniczna konfiguracja azotu:

N ( Z=7) = 1s² 2s² 2p³

 Jak widać, elektrony w 1s² orbitale znajdują się najbliżej jądra i dlatego do ich usunięcia potrzebna jest większa ilość energii; innymi słowy, są stabilne i dlatego nie można ich usunąć.

Jednak tylko najbardziej zewnętrzne elektrony mogą łatwo usunąć i uczestniczyć w wiązaniu. Podobnie w przypadku fluoru (F(Z= 9) = 1s² 2s² 2p⁵), najbardziej wewnętrzne orbitale nie uczestniczą w wiązaniu i tylko 7 elektronów na najbardziej zewnętrznych pozostaje do wiązania. Teraz, jak omówiono powyżej, w NF . dostępnych jest 26 elektronów walencyjnych₃ cząsteczka.

NF₃ Reguła oktetu struktury Lewisa

Każdy atom chce osiągnąć stabilność; pod względem chemicznym stabilność odnosi się do stabilnej konfiguracji elektronowej. Dlatego każdy pojedynczy atom zamierza osiągnąć konfigurację elektronową gazu szlachetnego, ponieważ gazy szlachetne wypełniły najbardziej zewnętrzne powłoki elektroniczne, które są odpowiedzialne za ich stabilność. Jest to znane jako reguła oktetu.

Zbadajmy, czy NF3 struktura Lewisa przestrzega zasady oktetu, czy nie?

Jak wspomniano na rycinie 2, azot po związaniu ma 8 elektronów. Podobnie, każdy atom F ma również 8 elektronów w swojej zewnętrznej powłoce. Wskazuje na spełnienie reguły oktetu.

Samotne pary struktury Lewisa NF3

 Pojedyncze pary należą do tej kategorii elektronów, które są dostępne do wiązania, ale nie uczestniczą w tworzeniu wiązania. Ponownie odnosząc się do graficznego przedstawienia NF3 struktura Lewisa (rysunek 2), na atomie azotu jest tylko jedna wolna para, podczas gdy atom fluoru ma 6 niezwiązanych elektronów.

Formalna opłata za strukturę Lewisa NF3

Opłatę formalną można obliczyć według poniższego wzoru:

Obliczanie ładunku formalnego dla atomu azotu

elektrony walencyjne = 5 (należące do drugiej grupy)

Liczba niezwiązanych elektronów = 2

Związane elektrony = 6

FC = 5 – 2 – 6/2 = 0

Obliczanie ładunku formalnego dla atomu fluoru

Całkowita liczba wartościowości = 7

Liczba niezwiązanych elektronów = 6

Związane elektrony = 2

FC = 7 -6 – 2/2 = 0

Stąd całkowity ładunek formalny = 0

Rezonans struktury Lewisa NF3

Czy NF₃ pokazać rezonans?

Generalnie rezonans odnosi się po prostu do przemieszczania się elektronów z jednego pałacu do drugiego. Jednak w NF3 struktura Lewisarezonans nie jest możliwy, ponieważ w orbitalach fluoru nie ma pustych orbitali, aby mogła uczestniczyć samotna para azotu

Hybrydyzacja NF3

Proces hybrydyzacji rozwiązuje tajemnicę powstawania molekuł. Rozumiemy mieszanie się atomów azotu i fluoru w NF₃ krok po kroku

1. Układ elektronowy obu elektronów uczestniczących w ich stanie podstawowym podano poniżej:

• 2. Poniżej podano układ elektronów obu elektronów uczestniczących w stanie wzbudzonym

• 3. Utworzenie NF₃

Kształt struktury Lewisa NF3

Kształt NF₃ jest tutaj ważnym aspektem. Jak już wiemy, hybrydyzacja NF₃ jest SP₃. Dlatego oczekuje się, że kształt NF3 jest czworościenny. Jednak to nie jest tutaj scenariusz. Kształt NF₃ ma charakter trójkątny piramidalny. Wynika to z obecności samotnej pary na atomie azotu, jak widzieliśmy w NF₃ struktura Lewisa.

Kąt struktury Lewisa NF3

 Jak pokazano na powyższym rysunku, kąt wiązania wynosi około 102.5^o w NF₃ ponieważ geometria molekularna jest trójkątna piramidalna i ma wolną parę, dzięki czemu standardowy kąt czworościenny wynosi 109^o odbiega i spadła do 102.5^o.

Zastosowania NF3

Trifluorek azotu jest używany głównie do produkcji mikroelektroniki, takiej jak wyświetlacze LCD i cienkowarstwowe ogniwa słoneczne, ponieważ półprzewodniki stosowane w tych urządzeniach składają się z trifluorku azotu.

NF₃ jest stosowany w laserach chemicznych, takich jak lasery na fluorowodór i fluorek deuteru.

Główne zastosowanie NF₃ znajduje się w procesie usuwania krzemu. Ma tę zaletę, że mniej zanieczyszczeń resztkowych i łatwo dysocjuje w porównaniu ze związkami perfluorowanymi i sześciofluorkiem siarki pod niskim ciśnieniem. Poza tym NF₃ jest również uważany za ekologiczny substytut SF.

NF₃ jest stosowany w procesie produkcyjnym, a także do czyszczenia komór PECVD.

NF₃ jest stosowany jako stabilny środek fluorujący

PYTANIA I ODPOWIEDZI

 CZY NF3 jest gazem cieplarnianym?

NF3 jest uważany za gaz cieplarniany, ponieważ bardzo szybko pochłania promieniowanie podczerwone emitowane przez ziemię, co sprawia, że ​​jest silnym gazem cieplarnianym.

Czy NF3 jest polarny czy niepolarny?

NF₃  jest polarny, ponieważ jest niesymetryczny, a zatem wiązania nie znoszą się nawzajem. Dlatego NF₃ ma charakter polarny.

jest NF₃ toksyczny z natury?

Należy do kategorii nietoksycznych. Czasami jednak w kontakcie z oczami działa drażniąco, a także zaburza błonę śluzową, ale NF₃ jest mniej toksyczny niż tlenki azotu.

Podaj właściwości fizyczne NF3

• Jest bezbarwny
• Atoksyczny
• Występują jako gaz w naturze o zapachu musztardy

CZY NF3 ma charakter kowalencyjny?

Tak, ma charakter kowalencyjny, ponieważ oba atomy azotu i fluoru są niemetalami. Dlatego wiązanie, które może się między nimi nawiązać, jest tylko kowalencyjne.

Podaj reakcję, w której NF3 działa jako środek utleniający

    Utlenia chlorowodór do chloru:

   2 NK₃ + 6 HCl → 6 HF + N₂ + 3 kl₂

Jak NF3 reaguje ze stalą?

NF3 jest kompatybilny ze stalą i tworzywami sztucznymi. Przekształca się w tetrafluorohydrazynę, gdy wejdzie w kontakt z jakimkolwiek metal. Na przykład:

    2 NK₃ + Cu → N₂F₄ + CUF₂

Podaj równanie gdzie NF₃ przekształcić w sole tetraamoniowe

Fluorek azotu reaguje dając sole amonowe z Sbf₅ jak wyżej:

NF₃ + F.₂ + SbF₅ →NF⁺₄Sbf₆-

Przeczytaj także:

• Struktura Lewisa Cabr2
• Struktura Koha Lewisa
• Struktura Lewisa Xecl4
• Struktura Lewisa Ch3f
• Struktura Lewisa Hbro3
• Struktura Hclo Lewisa
• Struktura Lewisa Chbr3
• Struktura Cno Lewisa
• Struktura Lewisa Kclo3
• Struktura Lewisa So2

Pomila Sharma

Cześć… Nazywam się Pomila Sharma. Ukończyłam studia magisterskie z chemii ze specjalizacją w syntetycznej chemii organicznej. Opublikowałem 4 artykuły naukowe. Bardzo pasjonuję się światem chemii. Wierzę, że chodzi o chemię, więc zbadajmy ją razem.