AsF3 Lewis Struktura, Geometrie, Hybridizace: 5 kroků (vyřešeno)

by

Fluorid arsenitý (AsF3) má centrální atom arsenu (As) s 5 valenčními elektrony, vázanými na tři atomy fluoru (F), z nichž každý přispívá 7 valenčními elektrony. Lewisova struktura ukazuje tři jednoduché vazby As-F a osamocený pár na atomu As s použitím 26 valenčních elektronů. AsF3 vykazuje trigonální pyramidální geometrii s vazebnými úhly mírně menšími než 109.5° v důsledku osamoceného páru na arsenu, což ukazuje na hybridizaci sp2.18. Vazby As-F jsou polární kvůli rozdílu v elektronegativitě (As: 3.98, F: XNUMX), který přispívá k celkové polaritě molekuly. Tato struktura ovlivňuje jeho reaktivitu a využití v chemické syntéze.

Fluorid arsenitý je převážně plynná sloučenina, ale vyskytuje se také v pevném stavu. Je pyramidálně strukturovaný s vazebným úhlem (F-As-F) 96.20 a délka vazby As-F je 170.6 pm. Arsen je sp3 hybridizované v AsF3 molekula, ve které jsou přítomny tři vazebné páry a jeden osamocený pár.

Struktura AsF3 Lewis
Struktura AsF3 Lewis

Zaměřme se na následující témata o fluoridu arsenitém.

Jak nakreslit AsF3 Lewisova struktura?

Na znát proces kreslení Lewisovy strukturyNejprve musíte vědět, co je Lewisova struktura. Je to v podstatě strukturní reprezentace molekuly, kde jsou nevazebné elektrony znázorněny kolem příslušných zúčastněných atomů v Lewisově struktuře.

  1. Určení valenčního elektronu: V této molekule je AsF3, centrální atom, arsen a substituční atomy fluoru mají ve svém nejzevnějším obalu tři a pět elektronů.
  2. Zjištění vazebných elektronů: V tomto molekulárním druhu jsou přítomny celkem tři kovalentní vazby. Na vazbě se tedy podílejí (3×2 = 6) elektrony.
  3. Zjištění nevazebných elektronů:  Arsen má dva nevazebné elektrony a fluor má jako nevazebné celkem pět elektronů.
asf3 Lewisova struktura
AsF3 Lewisova struktura

AsF3 Lewisova struktura

Tvar a struktura jakékoli molekuly jsou téměř dvě podobná slova, pouze pokud neexistuje žádné odpuzování zahrnující vazebný pár a je přítomen osamocený pár. Geometrická struktura závisí pouze na hybridizaci centrálního atomu, ale tvar jakékoli molekuly závisí na následujících parametrech:

  1. Křížení
  2. Odpuzování zahrnující osamělý pár a páry vazeb.

Odpuzování mezi vazebním párem a osamělým párem může být tří typů –

  • Osamělý pár – odpuzování osamělého páru
  • vazba pár-vazba pár odpuzování
  • osamělý pár-vazba párové odpuzování

Rostoucí pořadí výše uvedeného odpudivého faktoru je-

vazba pár -odpuzení páru vazeb < Osamělý pár – odpuzení páru vazeb < Osamělý pár- odpuzení osamělého páru.

V AsF3, arsen a fluor mají pět a sedm elektronů ve svých příslušných valenčních obalech nebo nejvíce vnějších obalech. Elektronová konfigurace valenčního obalu As a F je 2s2 2p3 a 2s2 2p5. Z těchto pěti elektronů arsenu se tři elektrony účastní tvorby kovalentní vazby se třemi atomy fluoru. Zbytek dvou valenčních elektronů zůstává jako nevázaný.

Tyto dva osamocené elektrony čelí odpuzování od vazebných elektronů. Protože existuje pouze jeden osamocený pár, odpuzování osamělého páru a osamělého páru je pro tuto molekulu nevýznamné.

Pro toto odpuzování páru vazba-vazba a odpuzování osamělého páru – páru vazeb je tato molekula odchýlena od své skutečné geometrické struktury (tetraedrická) a vykazuje trigonální pyramidální strukturu se třemi vazebnými páry a jedním osamoceným párem na centrálním atomu, arsenu.

AsF3 Lewisova struktura formální poplatek

Výpočet formálního náboje každého atomu v molekule je v chemii velmi důležitý, protože pomáhá detekovat nejstabilnější Lewisova struktura. Strukturní reprezentace s maximálním počtem nulových formálních nábojů svých příslušných atomů bude nejstabilnější Lewisovou strukturou.

  • Formální náboj = Celkový počet valenčních elektronů – počet elektronů, které zůstávají nevázané – (počet elektronů zapojených do tvorby vazby/2)
  • Formální náplň arsenu (As): 5 – 2 – (6/2) = 0
  • Formální náboj fluoru (F) = 7 – 6 – (2/2) = 0

Z formálního výpočtu poplatku je zřejmé, že AsF3 je zcela neutrální molekula s nulovým nábojem.

AsF3 Lewisův strukturní úhel

Úhel v podstatě označuje úhel mezi dvěma vazbami. Úhel vazby obecně závisí na těchto dvou faktorech. Oni jsou-

  1. Křížení
  2. Odpor

V této molekule je hybridizace centrálního atomu sp3. Ideální úhel vazby by tedy měl být 109.50. Ale kvůli přítomnosti odpuzování osamělého páru-vazba, AsF3 se odchýlí od svého skutečného vazebného úhlu a ukáže úhel (96.20) méně než ve skutečnosti. V důsledku převahy odpuzování osamělého páru-vazba nad odpuzováním páru vazba-vazba se skutečný vazebný úhel stane menším než ideální vazebný úhel.

AsF3 Lewisovo pravidlo oktetu struktury

Oktetové pravidlo je definováno jako v chemii jako velmi důležité pravidlo, ve kterém by každá molekula měla mít elektronovou konfiguraci ve svém nejzevnějším obalu, která se podobá nejbližší elektronové konfiguraci valenčního obalu vzácného plynu v periodické tabulce.

V této molekule fluorid arsenitý má arsen pět valenčních obalových elektronů. Po vytvoření vazby se třemi atomy fluoru získá arsen další tři elektrony v jeho valenčním plášti a tato elektronová konfigurace odpovídá svému nejbližšímu vzácnému plynu Krypton, Kr (4s2 4p6). U arsenu se tedy dodržuje oktetové pravidlo.

Fluor také splňuje pravidlo oktetu. Má celkem sedm valenčních elektronů a po vytvoření vazby s arsenem dosahuje osm vnějších nejvíce obalových elektronů, které se shodují s nejbližším vzácným plynem Neon (2s2 2p6).

AsF3 Lewis Structure Osamocené páry

Osamělé páry jsou ty nejvzdálenější elektrony, které nemají žádný podíl na tvorbě vazby s jinými molekulami. Jsou znázorněny kolem atomů v molekule Lewisova struktura. Tyto osamocené páry mají významnou roli při určování struktury jakékoli molekuly.

  • Nevazebný elektron = Celkový počet valenčních elektronů – počet vázaných elektronů.
  • Nevazebné elektrony As: 5 – 3 = 2 nebo jeden volný pár.
  • Nevázané elektrony každého atomu fluoru: 7 – 1 = 6 nebo tři volné páry.

Tedy celkový počet nevázaných elektronů v AsF3 je = [2+(6×3)] = 20

AsF3 Valenční elektrony

Skořápkové elektrony valance jsou nejvzdálenější elektrony jakéhokoli atomu. Jsou nejreaktivnější díky tomu, že na ně mají ve srovnání s ostatními elektrony vnitřního obalu nejmenší nukleární přitažlivost.

Arsen je prvek skupiny dusíku. Má tedy ve svém valenčním plášti pět elektronů. Dva z nich na oběžné dráze 4s a zbytek ze tří elektrony v 4p orbitalu s polovyplněnou elektronovou konfigurací.

Fluor je halogenová sloučenina a všechny halogenové sloučeniny mají sedm elektronů v jejich příslušném plášti. Dva z nich jsou na orbitálu 2s a zbytek z pěti na orbitálu 2p.

AsF3 Křížení

Hybridizace je jedním z nejdůležitějších faktorů v chemii pro určení tvaru molekuly. Rozhoduje o tvaru a úhlu vazby molekuly, který je uveden v následující tabulce.

Hybridizace centrálního atomu Struktura
spLineární
sp2Trigonální rovina
sp3Tetrahedrální
sp3dTrigonální bipyramidový
sp3d2Osmistěn

V této molekule je arsen sp3 hybridizované. Hybridizace AsF3 je zobrazen níže.

AsF3 hybridizace
AsF3 Křížení

Arsen má ve svém 4p orbitálu tři elektrony. Atom fluoru sdílí svůj jeden valenční elektron s arsenem a tento sp3 vzniká hybridizace. Hybridizace není nic jiného než smíchání dvou atomových orbitalů za účelem vytvoření nového hybridního orbitalu. V tomto sp3 hybridizace se účastní jeden s a tři p orbital arsenu a procento s orbitalu je 25 a p orbitalu je 75. Z hybridizace můžeme předpovědět, že tato molekula má tři vazebné páry, přičemž jeden osamocený pár dělá molekulu trigonálně pyramidální.

AsF3 rozpustnost

Fluorid arsenitý je rozpustný v různých typech anorganických a organických rozpouštědel, jako je ether, benzen a roztok amoniaku. Ve vodě se rozkládá. Je velmi reaktivní s vodou.

Je AsF3 kyselé nebo zásadité?

AsF3 je mírný základní prvek kvůli osamocené dvojici arsenu. Arsen může svůj osamocený pár snadno darovat jakémukoli atomu s nedostatkem elektronů, což je jedna z nejdůležitějších vlastností Lewisovy báze. Nemůže to být kyselina, protože to není molekula s nedostatkem elektronů, spíše je to molekula bohatá na elektrony, která funguje jako donor elektronového páru, nikoli jako akceptor.

Je AsF3 iontový?

AsF3 rozhodně to není iontová sloučenina. Je to kovalentní sloučenina. V této molekule jsou přítomny celkem tři kovalentní vazby mezi arsenem a třemi atomy fluoru.

V této molekule má arsen tři p elektrony a každý atom fluoru sdílí svůj jeden valenční elektron mezi sedmi s arsenem. Tyto elektrony jsou sdíleny ani zcela převedeny z fluoru na arsen a rozdíl elektronegativity mezi As a F také není tak vysoký.

Aby se jednalo o iontovou sloučeninu, jeden atom by měl být kov, ale v AsF3arsen je metaloid a fluor je nekov. Jedná se tedy o kovalentní sloučeninu, nikoli o iontovou sloučeninu.

Je AsF3 polární nebo nepolární?

Polarita jakékoli molekuly závisí na dvou faktorech. Oni jsou-

  1. Polarita každé vazby
  2. Orientace vazby a atomů.

V AsF3As-F vazba je relativně polární kvůli malému rozdílu elektronegativity mezi nimi a struktura této molekuly je trigonálně pyramidální. Jeden vazebný moment tedy nemůže být zrušen jinou vazbou.

Takže všechny tyto důvody uvádějí, že AsF3 je rozhodně polární molekula s trvalým dipólovým momentem.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Projekt podrobné vysvětlení na strukturu, úhel vazby, tvar a další relevantní témata AsF3 jsou zdůrazněna ve výše uvedeném článku. Můžeme vidět, že tato molekula vykazuje trigonální pyramidální strukturu s vazebným úhlem 96.20 a mající dva a šest nevazebných elektronů na arsenu a fluoru.

Také čtení: