Struktura SP Lewisa: rysunki, hybrydyzacja, kształt, opłaty, para i szczegółowe fakty

by

Ten artykuł wyjaśnia hybrydyzację sp, jak narysować strukturę sp lewis dla cząsteczki zhybrydyzowanej sp i inne szczegóły wymienione w tytule.

Orbitale atomowe nakładają się na siebie, tworząc nowe orbitale, które różnią się energią, kształtem i siłą. Ten proces nazywa się hybrydyzacją. W hybrydyzacja sp, jeden orbital s łączy się z orbitalem ap (px,py,pz). Jest to również znane jako hybrydyzacja liniowa.

  • Każdy orbital hybrydowy sp jest silniejszy niż czysty orbital s lub czysty p
  • Liczba orbitali atomowych, które uczestniczą w hybrydyzacji, daje taką samą liczbę orbitali hybrydowych.
mieszanie sp
Mieszanie orbitali s i p w celu utworzenia orbitali hybrydowych sp
  • W przypadku cząsteczki zhybrydyzowanej sp, takiej jak Be , konfiguracja elektronowa Be w stanie podstawowym to [He]2s2 . Poddaje się wzbudzeniu poprzez promowanie elektronu od 2s do 2p i uzyskuje konfigurację [He]2s1 2p1 .
  • Orbitale 2s i 2p Be łączą się, tworząc dwa równoważne orbitale zhybrydyzowane sp.
  • Te orbitale hybrydowe tworzą wiązanie sigma z dwoma orbitalami 3p Cl.
Becl2 ls 1
hybrydyzacja sp w BeCl2

Reguła oktetu

Atomy próbują osiągnąć konfigurację elektronową oktetu, albo dzieląc elektrony walencyjne (wiązanie kowalencyjne) albo przenosząc elektrony walencyjne, albo tracąc, albo zyskując (wiązanie jonowe).

  • Zanim nauczysz się rysować struktura Lewisa dla każdej cząsteczki musimy znać regułę oktetu.
  • W 1916 Kössel i Lewis opracowali bardzo ważną teorię znaną jako elektroniczna teoria wiązań chemicznych.
  • Zgodnie z tą teorią atomy mają tendencję do osiągania ośmiu elektronów (oktetu) w swojej zewnętrznej powłoce, aby uzyskać stabilność jak gaz szlachetny. Jest to znane jako reguła oktetu.
  • Od tej reguły są wyjątki (wodór, hel, lit itp.)
  • W niektórych przypadkach elektrony walencyjne w centralnym atomie mogą również przekraczać osiem, jak stwierdzono w PF5 i SF6, gdzie P ma dziesięć elektronów walencyjnych, a S ma 12 elektronów walencyjnych. Są to wyjątki od reguły oktetów.

Jak narysować strukturę Lewisa dla cząsteczki zhybrydyzowanej sp?

Struktura Lewisa to diagram, który pokazuje, jak samotne pary i elektrony par wiązań są rozmieszczone w cząsteczce.

  • Struktura Lewisa wykorzystuje zasadę oktetu. Elektrony przedstawiamy kropkami, a wiązania kreską.
  • Połączenia struktura Lewisa nie przedstawia rzeczywistego kształtu cząsteczki, ale pomaga zrozumieć powstawanie cząsteczek.
  • Rysujemy Struktury Lewisa pamiętając o pewnych zasadach i wytycznych.
  • Najpierw zbadamy elektrony walencyjne każdego atomu w cząsteczce. Na przykład w przypadku BeCl2 (cząsteczka zhybrydyzowana sp), całkowita liczba elektronów walencyjnych wynosi 2 + (7 X 2) = 16 (dwa z Be i siedem z każdego atomu chloru).
  • Wtedy my zidentyfikować centralny atom cząsteczki. Jest to zwykle atom, który jest albo najmniej liczebny, albo najmniej elektroujemny. 
  • w BeCl2 , Be jest centralnym atomem.
  • Innym sposobem identyfikacji atomu centralnego jest to, że może on być jedynym, który może utworzyć więcej niż jedno wiązanie. 
  • Elektrony walencyjne muszą być ułożone tak, aby każdy atom dzielił parę elektronów i tworzył wiązanie.
  • Następnie ułóż resztę par elektronów tworzyć samotne pary lub wielokrotne wiązania dopóki każdy atom nie zakończy swojego oktetu.
  • W przypadku anionów dodajemy elektrony zgodnie z ładunkiem ujemnym na nich obecnym. Jeśli anion ma ładunek -1, dodamy elektron.
  • Podobnie w przypadku kationów odejmiemy elektrony w zależności od ładunku kationu.
  • Połączenia struktura Lewisa BeCl2 pokazano poniżej.
sp lewis struktura
sp struktura Lewisa z BeCl2
  • Be nie kończy swojego oktetu w BeCl2  as Be nie przestrzega zasady oktetu. To wyjątek.

Kształt struktury Sp Lewis

Aby przewidzieć kształt cząsteczki, używamy Teoria VSEPR.

Połączenia kształtu cząsteczki nie można przewidzieć za pomocą lewisa struktura (mówi nam tylko o ułożeniu elektronów).

w BeCl2 , Be ma dwa elektrony walencyjne używane do tworzenia wiązań z dwoma atomami chloru.

Be nie ma samotnej pary, a dwie pary wiązań wyrównać względem siebie 180 stopni, tworząc liniowy kształt.

Opłata formalna

Ponieważ różne atomy mają różne elektroujemności, elektrony w wiązaniu chemicznym nie są równo dzielone.

  • Jeśli zapomnimy o elektroujemnościach i założymy, że elektrony w wiązaniu są równo podzielone, to ładunek przypisany atomowi w cząsteczce byłby formalna opłata.
  • Jeśli obliczymy liczbę elektronów walencyjnych w wolnym atomie (nie związanym z żadnym innym atomem lub izolowanym atomem), a następnie obliczymy liczbę elektronów walencyjnych do tego atomu w cząsteczce, różnica da nam formalny ładunek tego atomu.
  • Jest to ładunek hipotetyczny i nie reprezentuje rozkładu gęstości elektronowej.
  • Ładunek formalny atomu w cząsteczce= V-1/2[B] -N
  • Tutaj V to całkowita liczba elektronów walencyjnych na wolnych atomach, B to całkowita liczba dzielonych elektronów, a N to całkowita liczba niezwiązanych nie dzielonych elektronów.
  • Be ma dwa elektrony walencyjne w stanie izolowanym, całkowita liczba wspólnych elektronów wynosi cztery (dwie pary wiązań), a liczba niedzielonych elektronów/wolnej pary wynosi zero.
  • Korzystając z powyższych informacji, formalna opłata Be in BeCl2  is 2-1/2[4]-0= 0.
  • Cl ma siedem elektronów walencyjnych w stanie izolowanym, całkowita liczba wspólnych elektronów wynosi cztery (dwie pary wiązań) i ma sześć niedzielonych elektronów.
  • Korzystając z powyższych informacji, formalny ładunek każdego atomu chloru w BeCl2

 is 7-1/2[2]-6=zero.

rezonans struktury Sp lewisa

Możemy narysować wiele struktury Lewisa dla cząsteczki, która ma samotne pary lub może tworzyć wiązania wielokrotne.

Nazywa się to rezonansem struktury lewisów formuły.

Ładunek formalny pomaga przewidzieć najbardziej stabilną strukturę Lewisa w przypadku rezonansu, w którym możliwa jest więcej niż jedna struktura Lewisa.

Struktury Lewisa z niskim ładunkiem formalnym są najbardziej stabilne.

Narysujemy różne struktury Lewisa CO2  i określić najbardziej stabilną strukturę za pomocą ładunku formalnego.

REZONANS W C02 LS
struktura Lewisa rezonans CO2

Sp polarny lub niepolarny

Polaryzacja i niepolarność zależą od różnicy elektroujemności między atomami i netto momentu dipolowego cząsteczki.

Polaryzacja i niepolarność zależą od różnicy elektroujemności między atomami i netto momentu dipolowego cząsteczki.

Kiedy związane atomy mają taką samą elektroujemność, oni dzielić elektrony równo, a cząsteczka będzie niepolarny.

czasami, wiązania polarne w cząsteczce mogą mieć symetryczna geometria tak, że oni anulować nawzajem momenty dipolowe. Powoduje to, że cząsteczka niepolarny.

Gdy związane elektrony nie są równo dzielone z powodu różnicy elektroujemności, gęstość elektronów jest większa na bardziej elektroujemnym atomie. W rezultacie w cząsteczce będzie centrum lekko dodatnie i centrum nieco ujemne (powstaje dipol).

Sp cząsteczki hybrydowe mają strukturę liniową. Jeśli te same atomy są obecne wokół centralnego atomu w cząsteczce zhybrydyzowanej sp, związek jest niepolarny, nawet jeśli pojedyncze wiązania są polarne.

Dzieje się tak, ponieważ w powyższym przypadku moment dipolowy netto wynosi zero.

Dlatego BeCl2  jest niepolarny pomimo różnicy elektroujemności między Be i Cl (poszczególne wiązania Be-Cl są polarne, ale cząsteczka Be jest niepolarna z powodu moment dipolowy netto wynosi zero).

Zastosowania struktury sp lewis

Aby zrozumieć wiązania chemiczne, musimy zidentyfikować pojedyncze pary i wiązania elektronów w cząsteczce.

  • Struktura Lewisa pomaga zwizualizować rozmieszczenie elektronów powłoki walencyjnej w cząsteczce.
  • Pomaga w zrozumieniu wiązania chemicznego.

Przeczytaj także: