7 kroků na BH2- Lewisova struktura, hybridizace (vyřešeno!)

by

Borohydridový iont (BH2⁻) má atom boru (B) se třemi valenčními elektrony, vázanými na dva atomy vodíku (H), každý s jedním valenčním elektronem. Záporný náboj přidá další elektron, celkem 6 valenčních elektronů. Lewisova struktura ukazuje dvě jednoduché vazby BH a osamocený pár elektronů na boru, což vede k 6 vazebným elektronům. Výsledkem je ohnutá molekulární geometrie s vazebným úhlem menším než 120°, typickým pro hybridizaci sp². Borův neúplný oktet a osamocený pár přispívají k reaktivitě BH2⁻, což z něj činí důležitý meziprodukt v různých chemických reakcích.

BH2- se skládá z jednoho atomu boru a dvou atomů vodíku. BH2- je hydrid boru, který má několik dalších synonym, jako je dihydridoborát (-1), borananion, boranid a aniont BH2-. Molekulová hmotnost iontu BH2- je 12.83. Zde v tomto úvodníku se dozvídáme o struktuře a vlastnostech BH2-lewise.

Dvě hlavní pravidla pro kreslení jakékoli Lewisovy struktury jsou následující:

  1. Zaznamenejte nebo spočítejte elektronové číslo valenčního obalu každého atomu nebo prvku včetně molekuly nebo iontů nebo chemické sloučeniny. Pokud jsou přítomny ionty, spočítejte náboje.
  2. Po navázání mezi prvky umístěte zbývající elektronové páry na atomy nebo prvky molekuly, aby se dokončil její oktet.
Bh2- Lewisova struktura
Bh2- Lewisova struktura

Jak nakreslit BH2-lewisovu strukturu?

Při kreslení Lewisovy struktury musíme dodržovat některá pravidla, jako je počítání valenčních elektronů každého atomu, pak vazby mezi atomy, pak doplňte oktet všech prvků a vypočítat formální náboj přítomný na každém atomu v molekule.

V BH2- Lewisově struktuře jsou přítomny pouze dva atomy, tj. atom boru a atom vodíku. Existuje pouze jeden atom boru a dva atomy vodíku. Nejprve zkontrolujte polohu skupin atomu boru a vodíku v periodické tabulce. Atom boru tedy spadá pod 3rd skupina periodické tabulky a atom vodíku spadá pod 1st skupina periodické tabulky.

Atom boru tedy obsahuje 3 valenční elektrony a atom vodíku obsahuje 1 valenční elektron v jejich vnějších orbitalech. Po sečtení valenčních elektronů musíme provést vazbu mezi všemi atomy boru a vodíku a po navázání zbývající valenční elektrony nasadit na atomy B a H, aby doplnily jejich oktety a později spočítáme formální náboj na atomech B a H.

BH2 2
BH2- Lewisova struktura

BH2- valenční elektrony

Spočítat valenční elektrony přítomné na BH2- Lewisova strukturaNejprve zkontrolujte polohu skupiny atomu boru a vodíku v periodické tabulce. Bór tedy patří do 3. skupiny periodické tabulky a má tři valenční elektrony v orbitalu vnějšího pláště. Podobně atom vodíku patří do 1. skupiny periodické tabulky a má jeden valenční elektron ve svém vnějším orbitalu.

V BH2-lewisově struktuře je přítomen jeden atom boru a dva atomy vodíku. Musíme tedy sečíst valenční elektrony atomů boru a vodíku. Také musíme přidat jeden elektron navíc pro záporný náboj přítomný na molekule BH2- při přidávání valenčních elektronů.

Valenční elektrony v BH2- = 3 (B) + 1 x 2 (H) + 1 (-) = 6

Na BH2- je tedy přítomno celkem šest valenčních elektronů Lewisova struktura.

Protože existuje vazba mezi atomy boru a vodíku, čtyři elektrony ze šesti elektronů se zapojují do vazby a tvoří vazebné páry. Zůstanou nám tedy pouze dva valenční elektrony pro další sdílení elektronů v BH2- Lewisova struktura.

BH2 3
Valenční elektrony přítomné na BH2- Lewisova struktura

BH2- pravidlo oktetu Lewisovy struktury

Oktet znamená přítomnost osmi elektronů v nejvzdálenějším obalu jakéhokoli atomu. Zde v molekule BH2- se nyní musíme pokusit doplnit oktet každého atomu boru a vodíku. V iontu BH2- je celkem šest valenčních elektronů, tj. tři valenční elektrony z boru, dva valenční elektrony ze dvou atomů vodíku a jeden valenční elektron je přidán pro záporný náboj, který je na něm přítomen.

Když vytvoříme vazbu mezi jedním centrálním atomem boru a dvěma vnějšími atomy vodíku, vytvoří se dvě vazby BH. V této vazbě jsou použity celkem čtyři valenční elektrony, dva elektrony přítomné v každé jednotlivé BH kovalentní vazbě. Nyní nám zbývají pouze dva valenční elektrony pro další sdílení k dokončení oktetu.

Atom vodíku může ve svém valenčním obalu obsahovat maximálně dva elektrony, takže na atom H nemůžeme umístit více elektronů, protože na atomu H jsou již dva vazebné elektrony. Takže zbývající dva valenční elektrony půjdou na centrální atom boru. Atom B tedy nyní obsahuje celkem šest elektronů, tj. dva vazebné páry a jeden osamocený elektron. Protože atom boru obsahuje pouze šest elektronů, má neúplný oktet a oktetové pravidlo se na atom H neuplatňuje.

BH2- formální náboj Lewisovy struktury

Formální poplatek za jakoukoli Lewisovu strukturu lze vypočítat podle následujícího vzorce:

Formální náboj = (valenční elektrony – nevazebné elektrony – ½ vazebných elektronů)

Formální náboj pro atomy boru a vodíku iontu BH2- se vypočítá takto:

Atom boru: Valenční elektrony na atomech boru = 03

Osamocený pár elektronů na atomech boru = 01

Vazebné elektrony na atomech boru = 04 (dvě jednoduché vazby)

Atom boru Formální náboj je = (03 – 01 – 4/2) = -1

Atom boru má tedy -1 formální náboj v BH2- Lewisově struktuře.

Atom vodíku: Valenční elektrony na atomu vodíku = 01

Osamocený pár elektronů na atomu vodíku = 00

Vazebné elektrony na atomu vodíku = 02 (každá jedna jednoduchá vazba)

Formální náboj na jódu = (1 – 0 – 2/2) = 0

Takže všechny dva atomy vodíku v iontu BH2- mají nulový formální náboj.

BH2- Lewisova struktura osamocené páry

BH2- iont má šest valenčních elektronů, z nichž čtyři elektrony jsou zapojeny do vazby mezi atomy boru a vodíku, tj. dva elektrony BH vazebných párů jsou přítomny v BH2- iontu. Nyní jsou zbývající dvě valence umístěny na centrální atom boru, protože atom vodíku nemůže obsahovat více než dva elektrony ve svém orbitalu vnějšího valenčního obalu.

Jedna jednoduchá borovodíková (BH) vazba zahrnuje dva elektrony, tedy 2 (vazby) x 2 (elektrony) = 4. NEBO 4 (valenční elektrony) / 2 (elektrony) = 2 vazby (BH). Zbývá tedy 6 (valenční elektrony) – 4 (vazebné elektrony) = 2 valenční elektrony. V atomu B v BH2- je tedy přítomen pouze jeden osamocený pár elektronů. Lewisova struktura. Dva zbývající valenční elektrony se tedy dostanou na centrální atom boru, takže na centrálním atomu boru v BH2- je přítomen pouze jeden osamocený elektronový pár. Lewisova struktura.

bh2- Lewisova struktura
Jeden osamocený elektron na centrálním atomu B v BH2- Lewisově struktuře

BH2- tvar Lewisovy struktury

BH2-lewisova struktura obsahuje dvě jednoduché kovalentní vazby BH tvořící se mezi centrálním atomem boru a vnějšími dvěma atomy vodíku. Na centrálním atomu boru je také přítomen jeden osamocený pár elektronů. Díky přítomnosti jednoho lalokového elektronového páru dochází k odpuzování mezi atomy boru a vodíku a osamocený pár na atomu boru odpuzuje od sebe dvě borové vodíkové vazby BH, čímž se tvar molekuly ohýbá a má trigonální planární molekulu geometrie.

Také podle teorie VSEPR je molekula obsahující tři atomy spojené navzájem kovalentními vazbami a osamocený elektronový pár přítomen na centrálním atomu, pak má ohnutou molekulární geometrii. Obecný vzorec teorie VSEPR, který platí pro iont BH2-, je AX2E. Kde A je centrální atom, X je vazba atomů s centrálním atomem a E je osamocený elektronový pár přítomný na centrálním atomu. Proto má BH2- trigonální rovinnou geometrii a ohnutý tvar podle teorie VSEPR.

BH2- hybridizace

Hybridizace jakékoli Lewisovy struktury nebo molekula je určena stérickým číslem jejího centrálního atomu. Existuje vzorec pro výpočet sterického čísla takto:

Stérické číslo = přidání č. centrálních atomů spojených vázaných atomů a na něm přítomných osamocených elektronových párů centrálního atomu.

Stérické číslo iontu BH2- = 2 (atomy H) + 1 (osamocený elektronový pár) = 3

Iont BH2- má tedy 3 sterická čísla, takže má hybridizaci sp2 podle teorie VSEPR. Takže BH2- Lewisova struktura má hybridizaci sp2.

BH2- úhel Lewisovy struktury

Molekulární geometrie iontu BH2- je trigonální rovina a má ohnutý tvar v důsledku odpuzování mezi dvěma vnějšími atomy vodíku a centrálním atomem boru. Podle teorie VSEPR se má za to, že jakákoli molekula se třemi prvky s osamoceným párem elektronů na centrálním atomu mající trigoanl planární geometrii s ohnutým tvarem mající úhel 120 stupňů mezi centrálním atomem a vnějšími připojenými atomy. BH2-lewisova struktura má tedy vazebný úhel 120 stupňů uvnitř vodíkové borové vazby (HBH).

BH2- rezonance Lewisovy struktury

Rezonanční struktury jakékoli molekuly se liší v distribuci elektronů od jedné formy struktury k jiné formě. Existují určitá pravidla pro kreslení rezonanční struktury jakékoli molekuly nebo Lewisovy struktury, tj. v molekule by měla být přítomna vícenásobná vazba (dvojná nebo trojná vazba) a okolní prvek nebo atom by měl mít alespoň jeden osamocený elektronový pár.

V případě BH2-lewisovy struktury je na centrálním atomu B přítomen jeden osamocený elektronový pár, ale všechny atomy boru a vodíku jsou navzájem spojeny jedinou kovalentní vazbou. Takže v iontu BH2- nejsou žádné vícenásobné (dvojité trojné) vazby.

Na centrálním atomu boru je také přítomen pouze formální náboj a na obou atomech vodíku jsou nulové formální náboje. Takže rezonanční struktura BH2- iont není možné, protože v BH2-ion nejsou splněny všechny podmínky pro nakreslení rezonanční struktury.

BH2- rozpustnost

Rozpustnost BH2- (boranidového) iontu dosud není zmíněna v žádné literatuře ani článku. Neuvažujeme tedy o rozpustnosti iontu BH2- v žádném roztoku.

Je BH2- iontový?

Ano, iont BH2- je zvláště iontové povahy, protože na centrálním atomu boru je přítomen formální náboj.

Proč je BH2- iontový?

V iontu BH2- je centrální atom boru připojen ke dvěma atomům H, které mají nulový formální náboj, ale centrální atom boru má minus jeden (-1) formální náboj. Takže záporný náboj přítomný na centrálním atomu boru by se měl objevit na vnější straně závorky struktury BH2- se záporným nábojem, čímž by se BH2- Lewisova struktura iontové povahy.

Jak je BH2- iontový?

Vzhledem k přítomnosti minus jednoho (-1) formálního náboje na centrálním atomu boru je celý iont BH2- iontové povahy. I když existuje kovalentní vazba, je přítomna mezi všemi atomy B a H, což je silnější vazba a nelze ji snadno zlomit, a atomy ve skutečnosti nejsou iontové povahy iontu BH2-.

Jako jediný centrální atom B má náboj a na obou atomech H není žádný náboj. Celý iont BH2- má tedy iontovou povahu kvůli přítomnosti náboje -1 na centrálním atomu boru a náboj je zobrazen mimo závorku při psaní BH2- Lewisova struktura.

Je BH2- kyselý nebo zásaditý?

BH2- iont může v přírodě působit jako Lewisova báze, protože má na sobě přítomen jeden osamocený elektronový pár, který může snadno darovat jiným atomům a má zásaditý charakter. Při reakci s vodou nebo jinými rozpouštědly může vytvořit koordinační kovalentní vazbu.

Proč je BH2- základní?

Atom nebo molekula, která vykazuje schopnost darování elektronů, je známá jako základní atom nebo molekula v přírodě. V BH2- iontu má centrální atom boru na sobě jeden osamocený elektronový pár, který může snadno darovat dalším atomům, které reagují na jiné atomy, takže vykazuje základní povahu.

Jak je BH2- základní?

Protože atom boru patří do 3rd skupina periodické tabulky má na své vnější dráze tři valenční elektrony. Atom boru tedy může vykazovat kapacitu darování elektronů, díky které již vykazuje základní povahu. Také v BH2- iontu má centrální atom B jeden osamocený elektronový pár, který se může snadno darovat jiným molekulám za vzniku jiné sloučeniny. BH2- je tedy zásadité povahy.

Je BH2- polární nebo nepolární?

BH2- iont má nepolární povahu. Je nepolární díky své asymetrické struktuře a prohnutému tvaru.

Proč je BH2- nepolární?

 Všechny atomy B a H jsou uspořádány nesymetricky a díky přítomnosti osamocených elektronových párů dochází mezi atomy k odpuzování a vytváří 120° vazebný úhel a má ohnutý tvar, díky čemuž je molekula nepolární.

Jak je BH2- nepolární?

V iontu BH2- je menší rozdíl v elektronegativitě mezi atomy B a H a také mezi nábojem -1 a osamělým elektronovým párem přítomným na centrálním atomu B, což způsobuje odpuzování a ion BH2- má ohnutý tvar s trigonální rovinnou geometrií mající 120 stupně vazebný úhel, díky kterému je BH2- ion nepolární.

Závěr:

BH2- ion se skládá pouze ze dvou prvků, tj. atomů B a H, které jsou navzájem spojeny jednoduchými kovalentními vazbami. BH2- mají ohnutý tvar a jejich molekulární geometrie je trigonální rovina. Je hybridizovaný sp2 s úhlem vazby 120 stupňů HBH. Má iontovou povahu. Iont BH2- má zásaditý charakter a nepolární iont.

Také čtení: