AlCl4-Lewisova struktura, geometrie: 9 faktů, které byste měli vědět.

V tomto článku se podíváme na strukturu alcl4-lewis a na některá důležitá fakta kolem toho.

Lewisova struktura nebo struktura Lewisových teček je jednoduchá reprezentace elektronové struktury molekuly, která informuje o počtu vytvořených vazeb, počtu párů vazeb potřebných ke splnění oktetového pravidla a dostupných osamělých párech. Tato metoda kreslení molekuly pomáhá při jednoduché reprezentaci molekuly tím, že umožňuje uhodnout její strukturu nebo tvar.

 Atom má vždy tendenci uspořádat kolem sebe 8 elektronů, aby získal stabilní konfiguraci nebo konfiguraci vzácných plynů s některými výjimkami, jako když molekula postrádá elektrony; když má lichý počet elektronů; nebo molekuly, které mají ve svých valenčních obalech elektrony navíc. Např. BH_3,SF_6,NE atd.

Metody kreslení a Lewisova struktura : 

• Nejprve spočítejte celkový počet valenčních elektronů dostupných pro každý atom.
• Vyberte nejméně elektronegativní atom jako centrální atom a nakreslete zbývající atomy kolem centrálního atomu a začněte vytvořením kovalentní vazby (vazba vyžaduje dva elektrony). Atom se vždy pokusí naplnit svůj oktet nebo rozšířit svůj oktet, pokud je to požadováno. 
• Zbývající elektrony, které nevytvoří kovalentní vazbu, zůstanou jako osamocený elektronový pár.

Poznámka: Prvky s rozšířenými valenčními obaly jako 3D prvky mohou překročit oktetové pravidlo jako SF₆ , PF₅  nebo prvky s méně valenčními elektrony mohou mít neúplný oktet jako H₂ .

Lewisova struktura AlCl₄^- :

Hliník patří do 13. skupiny a 3. období. Má 3 valenční elektrony s prázdnou 3D slupkou, která může v případě potřeby rozšířit svůj oktet (ale ne kvůli stérické zábraně.) Má 4 atomy Cl s elektronegativitou 3.16 a Al s elektronegativitou 1.61, proto jako centrální zvolte Al. atom. Má celkem 32 valenčních elektronů ze 4 atomů Cl, 1 atomu Al a záporu nabít. Kreslit kovalentní vazba mezi jednotlivými atomy s centrálním atomem k naplnění oktetu. Tím získáme 12 osamocených párů elektronů, každý po 3 na okolních atomech. Oktet každého atomu je vyplněn, čímž není porušeno pravidlo oktetu.

Formální poplatek AlCl₄^- :

Informuje o hypotetickém náboji, který atom v molekule získá, pokud by elektronové páry byly rovnoměrně sdíleny mezi atomy, aby zcela naplnily jeho valenci.

Obecně lze formální poplatek vypočítat matematicky podle vzorce:

Formální náboj = (Počet valenčních elektronů ve volném atomu prvku) – (Počet nesdílených elektronů na atomu) – (Počet vazeb na atom)

Navíc náboj na molekule = součet všech formálních nábojů .

Formální náboj atomu Al = 3-0-4 = -1

Formální náboj atomu Cl = 7-6-1 = 0

Protože všechny atomy chloru jsou ekvivalentní, přiřadíme všem atomům Cl 0 formální náboj (což znamená, že jsou neutrální)    

Rezonanční struktura AlCl₄^- :

Hliník má konfiguraci valenčního pláště 3s² 3p¹ . Obecně vykazuje kovalenci 3 působící jako Lewisova kyselina, ale může pojmout další elektrony ve svém prázdném 3d orbitalu a dvou 3p podslupkách, čímž rozšíří svou kovalenci na 8. Al má však malou velikost, která způsobuje sterickou zábranu s větší kovalencí.

Drží se tedy své minimální kovalence 3 a pokud dárce poskytne elektron navíc, může svou kovalenci rozšířit až na 6. V našem případě tetrachloraluminátu prodlouží svou kovalenci na 4. Nevytváří tedy žádnou dvojné nebo trojné vazby v důsledku sterické zábrany. Všechny 4 rezonanční struktury jsou ekvivalentní, což je znázorněno níže:

  Tato forma je nejstabilnější orientací AlCl₄^- . „Šipka“ je souřadnicová/dativní vazba.

  Poznámka: Dativní neboli souřadnicové vazby jsou tvořeny sdílením dvou elektronů kovalentně atomem k nejbližšímu sousednímu atomu. 

AlCl₄^-  valenční elektrony, vazebné páry a osamocené páry elektronů:

Má celkem 32 valenčních elektronů. 

Má 4 páry vazeb (která je zde tvořena jednoduchou kovalentní vazbou) a celkem 12 osamělých párů elektronů (které se na tvorbě vazby nepodílely). 

Poznámka: Ve skutečném smyslu chemie existuje tvorba souřadnicové vazby mezi AlCl₃ a Cl^- (elektronové páry jsou zcela sdíleny chloridovým iontem, typem kovalentní vazby).

Hybridizace, tvar a úhel AlCl₄^- :

Existuje jednoduché pravidlo nebo rovnice, které je třeba dodržovat, aby bylo možné rychle zjistit hybridizaci molekul. 

Hybridizace molekuly = ( Valenční elektrony centrálního atomu + Počet monovalentních atomů připojených k centrálnímu atomu + Záporný náboj na molekule – Kladný náboj na molekule )/2

Zde AlCl₄^- hybridizace = (3+4+1)/2 = 4 tj. sp³

Je to čtyřstěnná struktura a ne čtvercová rovinná kovy alkalických zemin nemusí nutně vykazovat tvorbu čtvercových planárních komplexů, protože nepřispívají k celkové hodnotě CFSE.

Má sp³ hybridizace s tetraedrickou geometrií a vazebným úhlem 109^"5^" . Má 4 jednoduché vazby s délkou vazby Al-Cl kolem 2.06-2.08 armstrong.

je AlCl₄^-  stabilní ? 

Ano, AlCl₄^-   bylo zjištěno, že ion je stabilní. Má vysokou tepelnou stabilitu, vysokou vodivost, nízký bod tání, díky čemuž je vynikající volbou pro další studium a zkoumání. Má celý oktet, což z něj činí stabilní sloučeninu.

Poznámka: Tvorba AlCl₄^- – Jako AlCl₃ má prázdný p orbital, který může přijmout další elektron, aby dokončil svůj oktet, snadno reaguje s chloridovým iontem za vzniku stabilnější iontové molekuly. Jsou také pozorovány jako meziprodukty během mnoha organických reakcí, jako je Friedel Craftsova alkylace, acylace atd.

je AlCl₄^-  iontové nebo kovalentní?

Tetrachloraluminát je kovalentní molekula. Je to a víceatomový anion, kde chloridový iont sdílí dva elektrony kovalentně koordinační vazbou k AlCl3(kovalentní) . 

Poznámka: Polyatomový anion s kationtem kovu poskytuje iontovou sloučeninu.

Použití AlCl₄^- :

1. Díky své tepelné stabilitě, nízkému bodu tání a nízkému tlaku par je široce používán jako iontový elektrolyt pro redoxní reakce a chemické reakce.
2. Používá se při extrakci rozpouštědlem, organické katalytické reakci, v Al dual-iontových bateriích.
3.  Používají se v bateriích

Proč investovat do čističky vzduchu? :

AlCl₄^- nebo tetrachloraluminát je sp³ hybridizovaná polyatomická molekula s tetraedrickou geometrií obsahující 4 vazebné páry a 12 osamocených párů, která je široce používána pro komerční a průmyslové účely.

Také čtení:

• Lewisova struktura Ch2f2
• Struktura Brf4 Lewis 2
• Lewisova struktura Ch2i2
• Scn Lewisova struktura
• Al2s3 Lewisova struktura
• Cli3 Lewisova struktura
• Struktura Lih Lewis
• Clo4 Lewisova struktura
• Lewisova struktura kyseliny uhličité
• Struktura Xeo3 Lewis 2

Nandita Biswasová

Ahoj…. Jsem Nandita Biswas. Absolvoval jsem magisterské studium chemie se specializací na organickou a fyzikální chemii. Také jsem dělal dva projekty v chemii – jeden se zabývá kolorimetrickým odhadem a stanovením iontů v roztocích. Jiní v Solvatochromismu studují fluorofory a jejich použití v oblasti chemie spolu s jejich vlastnostmi skládání při emisi. Pracuji jako odborný asistent na lékařském oddělení.
Spojme se přes LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/nandita-biswas-244b4b179