Ca3N2 Lewis Struktura a vlastnosti: 17 úplných faktů

Nitrid vápenatý nebo Ca₃N₂ je anorganická pevná molekula s molekulovou hmotností 142.248 g/mol. Pojďme diskutovat o Ca₃N₂ podrobně v tomto článku s vysvětlením.

Tři atomy Ca splňují valenci dvou atomů N a naopak. Zde jsou bivalence Ca a trojmocnost N plně uspokojeny vhodným počtem vazeb. Centrální atom N je sp² hybridizuje zde spolu s dvojnou vazbou a osamocenými páry a každý atom N je spojen se dvěma atomy Ca.

Geometrie molekuly je trigonální rovinná pro oba atomy N samostatně. Dokonce i vazebný úhel pro oba atomy N je stejný, protože jejich prostředí je také stejné. V následující části vysvětlíme Lewisovu strukturu, hybridizaci a polaritu Ca₃N₂ s patřičným vysvětlením.

1. Jak nakreslit Ca₃N₂ Lewisova struktura?

Když se snažíme zjistit některé důležité vlastnosti sloučeniny, je to nejlepší způsob, jak nakreslit její Lewisovu strukturu. Nakreslíme Ca₃N₂ Lewisova struktura v další části.

Počítání valenčních elektronů

Celkové valenční elektrony by měly být spočítány jako první, když kreslíme Lewisovu strukturu. Je to počet součtů jednotlivých atomů. Valenční elektrony Ca₃N₂ je 16, kde každé N přispívá 5 elektrony a 2 elektrony na každý Ca. Protože tento počet elektronů je k dispozici ve valenčním obalu.

Výběr centrálního atomu

V 2^nd V kroku bychom měli vybrat jeden atom jako centrální atom, protože pokud jde o centrální atom, všechny okolní atomy jsou spojeny vazbami. Nyní je zde na základě velikosti a elektronegativity N vybrán jako centrální atom. Oba N mají stejnou skupinu, takže oba jsou centrální atomy.

Uspokojení oktetu

Nyní bychom měli spojit každý atom prostřednictvím vazeb splněním oktetu každého atomu. Podle oktetu bychom se měli pokusit doplnit valenční obal každého atomu o dva elektrony a osm elektronů. Takže podle oktetu potřebných elektronů je [(2*3) + (8*2)] = 22, ty jsou akumulovány vazbami.

Uspokojení valence

Každý atom má určitý počet valencí podle dostupnosti elektronů ve valenčním obalu. Stabilní valence Ca a N jsou 2, respektive 3. Po dokončení oktetu o [(22-16) = 6/2] = 3 vazby mezi pěti atomy jsou tyto valence splněny oběma atomy.

2. Ca₃N₂ valenční elektrony

Tyto elektrony se označují jako valenční elektrony, které jsou přítomny v nejvzdálenějším orbitalu příslušných atomů. Spočítejme valenční elektrony pro Ca₃N₂.

Celkový počet valenčních elektronů Ca₃N₂ byla vypočtena na 16. Tyto elektrony jsou součtem valenčních elektronů tří atomů Ca a dvou atomů N, takže valenční elektrony molekuly budou součtem valenčních elektronů jednotlivých atomů.

Spočítejte celkové valenční elektrony pro Ca₃N₂ jak je uvedeno níže

• Valenční elektron pro atom Ca je 2
• Valenčních elektronů pro N je 5
• Celkové valenční elektrony pro Ca₃N₂ jsou (2*3) + (5*2) = 16

3. Ca₃N₂ Lewisova struktura osamělé páry

Osamocené páry jsou také valenčními elektrony, ale nepodílejí se na tvorbě vazby, existují jako nevázané. Pojďme zjistit osamocené páry Ca₃N₂.

Celkem osamělý pár pro Ca₃N₂ jsou 4. N má více valenčních elektronů včetně nevázaných elektronů. Po vytvoření vhodného počtu vazeb má dva nevázané elektrony. Ale v případě Ca se na tvorbě vazby podílejí všechny valenční elektrony, takže postrádá osamocené páry.

• Nyní zkontrolujeme valenční elektrony pro Ca₃N₂ podrobně vzorcem, Lone pairs = valenční elektrony – vázaný elektron.
• Osamělé páry nad atomem Ca jsou 2-2 = 0
• Osamělé páry nad atomem N jsou 5-3 = 2
• Takže celkový počet osamělých párů Ca₃N₂ molekula bude 2*2 = 4 (protože jsou přítomny dva atomy N).

4. Ca₃N₂ pravidlo oktetu Lewisovy struktury

Oktet je dokončení valenčního orbitalu přijetím vhodného počtu elektronů nebo sdílením elektronů. Pojďme diskutovat o Ca₃N₂ oktet podrobně.

Oktet Ca₃N₂ je dokončena prostřednictvím uspokojení jejich valence samostatně. Elektronická konfigurace Ca a N jsou [Ar]4s² a [On] 3s²3p³. Valenční orbital Ca je tedy již naplněn a když daruje dva elektrony, jeho konfigurace je stejná jako u vzácného plynu a jeho stabilní valence bude dvě.

Opět, když N přijme tři elektrony, může doplnit svůj valenční p orbital o šest elektronů a již má dva elektrony ve svém s orbitalu, takže N dokončí oktet přes osm elektronů. Stabilní valence N je tři, což může být také uspokojeno darováním elektronů z orbitalu p.

5. Ca₃N₂ tvar Lewisovy struktury

Molekulární tvar je konkrétní tvar, který je uspořádán pomocí základních atomů molekuly správnou orientací. Předpokládejme tvar Ca₃N₂.

Tvar Lewisovy struktury Ca₃N₂ je ohnuta kolem každého atomu N, což lze potvrdit z následující tabulky.

Z výše uvedeného diagramu je zřejmé, že Ca₃N₂ je AX₂E typ molekuly a podle teorie VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) je ukázáno, že jakákoli AX₂Molekula typu E má ohnutý tvar namísto trigonální rovinné geometrie. Protože tvar nemůže předvídat zahrnutí osamělých párů.

6. Ca₃N₂ úhel Lewisovy struktury

Úhel vazby je dokonalý úhel, který tvoří jednotlivé atomy molekuly pro správnou orientaci. Zjistíme vazebný úhel Ca₃N₂.

Hodnota vazebného úhlu Ca₃N₂ je kolem 104⁰. Je to docela podobné úhlu vazby s vodou, protože oba mají stejný tvar. Ideální úhel vazby pro trigonální rovinu bude 120⁰ ale když molekula změní svou geometrii na ohnutou, molekula se stáhne a vazebný úhel se sníží.

• Vazebný úhel je nyní předpovídán z hybridizační hodnoty centrálního atomu.
• Vzorec vazebného úhlu podle Bentova pravidla je COSθ = s/(s-1).
• Centrální atom N je sp² hybridizované, takže znak s je zde 1/3^rd
• Vazebný úhel je tedy COSθ = {(1/3)} / {(1/3)-1} =-( ½)
• Θ = COS^-1(-1/2) = 120⁰
• Ale zde se tvar molekuly odchýlil, takže úhel vazby se také změnil ze 120⁰ na 104⁰.

7. Ca₃N₂ Lewisova struktura formální poplatek

Formální náboj je koncept, který předpovídá náboj přítomný v molekule za předpokladu stejné elektronegativity. Vypočítejme formální náboj Ca₃N₂.

Formální poplatek Ca₃N₂ je nula, protože jde o neutrální molekulu. Náboj tří atomů ca je plně neutralizován nábojem dvou atomů N. Velikost změny N je větší než Ca. také kvůli uspokojení valence dvou atomů vzájemně neutralizovaných nábojem.

• Formální poplatek Ca₃N₂ lze vypočítat podle vzorce, FC = N_v - N_lp -1/2 N_bp
• Formální náboj akumulovaný každým atomem Ca, 2-0-(4/2) = 0
• Formální náboj akumulovaný každým atomem N, 5-2-(6/2) = 0
• Celkový formální náboj tří atomů Ca a dvou atomů N je tedy 0*2 + 0*3 = 0

8. Ca₃N₂ rezonance Lewisovy struktury

Delokalizace elektronového mraku různými formami skeletu molekul je známá jako rezonance. Pojďme prozkoumat rezonanci Ca₃N₂.

V molekule jsou přítomny dvě dvojné vazby a osamocené páry, takže vykazuje různé rezonující struktury prostřednictvím delokalizace π elektronových mraků. Nad atomem N je přítomna přebytečná elektronová hustota jako osamocené páry a může podléhat rezonanci s po sobě jdoucími dvojnými vazbami.

Výše uvedené tři jsou různé formy kostry Ca₃N₂. Mezi třemi strukturami I je nejvíce přispívající strukturou, protože má větší stabilitu. Struktura I obsahuje více kovalentních vazeb poté, co struktura II je 2. přispívající strukturou, protože má nižší počet kovalentních vazeb.

9. Ca₃N₂ hybridizace

Atomové orbitaly různé energie nemohou vytvořit vazbu, takže podléhají hybridizaci za vzniku ekvivalentního hybridního orbitalu. Pojďme se dozvědět o hybridizaci Ca₃N₂.

Hybridizace centrálního N v Ca₃N₂ je sp² což lze předvídat z následující tabulky.

• Hybridizaci můžeme vypočítat podle konvenčního vzorce, H = 0.5(V+M-C+A),
• Hybridizace centrálního N je tedy ½(5+1+0+0) = 3 (sp²)
• Na hybridizaci se podílí jeden s orbital a dva p orbitaly N.
• Osamělé páry N jsou také zahrnuty do hybridizace.

10. Je Ca₃N₂ pevný?

Definice pevné molekuly je taková, že při pokojové teplotě je energie mřížky velmi vysoká a atomy jsou těsně shluky. Podívejme se, zda Ca₃N₂ je pevná nebo ne.

Ca₃N₂ je těsně zabalen ve fyzickém stavu a existuje jako pevná forma. Protože v molekule jsou přítomny dvě dvojné vazby, jsou zde vazebné interakce velmi silné a všechny atomy jsou blízko. Každý atom je přítomen blízko jiného. Bude také přítomna silná kovalentní interakce.

Ca₃N₂ je pevná, protože van der Waalova interakce mezi atomy substituentů je velmi vysoká, z tohoto důvodu jsou všechny atomy přítomny v těsné blízkosti při teplotě místnosti.

11. Je Ca₃N₂ rozpustný ve vodě?

 Rozpustnost ve vodě závisí na povaze vazby molekuly a také na použité teplotě. Podívejme se, zda Ca₃N₂ je nebo není rozpustný ve vodě.

Ca₃N₂ je rozpustný, protože se snadno rozkládá ve vodě a láme jeho vazbu. Polarita je také zodpovědná za rozpustnost. Také je přítomna menší část hydrofobní části, která se zvyšuje voda rozpustnost.

Také voda a Ca₃N₂ oba jsou polární, takže Ca₃N₂ rozpustný ve vodě (jako se rozpouštět jako).

12. Je Ca₃N₂ polární nebo nepolární?

Polarita molekuly závisí na přítomnosti trvalého dipólového momentu, udává směr dipólového momentu. Podívejme se, zda Ca₃N₂ je polární nebo ne.

Ca₃N₂ je polární a má trvalý dipólový moment přítomný mezi Ca a N. Ca je elektropozitivní, takže dipólový moment proudí ze samotného do elektronegativního N místa. Rozdíl elektronegativity mezi dvěma atomy je větší než 0.4D, takže bude existovat dipólový moment.

Proč a jak Ca₃N₂ is polární?

Ca₃N₂ je polární, protože asymetrická struktura molekuly je hlavním důvodem. Tvar molekuly je ohnutý, takže když dipólový moment proudí z elektropozitivního Ca na elektronegativní N, nemůže být zrušen stejným množstvím dipólového momentu, protože směr není opačný.

13. Je Ca₃N₂ molekulární sloučenina?

Látka se nazývá sloučenina, když dva nebo více atomů tvoří dokonalou vazbu s uspokojením valence atomů. Zkontrolujte, zda je Ca3N2 molekulární sloučenina nebo ne.

Ca₃N₂ je molekulární sloučenina, protože zde je plně splněna veškerá valence atomů substituentů. Stabilní valence Ca je dvě a pro N stabilní valence je 3. Zde je poměr atomu 3:2 pro Ca a N z důvodu uspokojení jejich valence.

14. Je Ca₃N₂ kyselina nebo zásada?

Podle Arrheniovy teorie, pokud molekula uvolňuje H⁺ nebo OH^- ve vodném roztoku se pak bude nazývat kyselina nebo zásada. Uvidíme, zda Ca₃N₂ je kyselina nebo zásada.

Ca₃N₂ ani být kyselý, ani být zásaditý podle Arrheniovy teorie protože ve vodném roztoku Ca₃N₂ nelze uvolnit H⁺ nebo OH^- protože tyto ionty v molekulách chybí. Ale může být kategorizována jako lewisova kyselina, protože může darovat elektronovou hustotu směrem k elektronově chudému centru a působí jako lewisova kyselina.

Proč a jak Ca₃N₂ chovat se jako Lewisova kyselina?

Ca₃N₂ může působit jako Lewisova kyselina, protože každý N má jeden osamocený pár a tento osamocený pár může být darován, protože již není přítomen v orbitalu s N, spíše je přítomen v jednom z hybridních orbitalů. Hybridní orbital má menší elektronegativitu než čistý orbital s, takže darování proběhlo snadno.

15. Je Ca₃N₂ elektrolyt?

Při elektrolýze molekuly v roztoku se rozpadne na ionty a tyto ionty nesou náboj roztokem. Necháme zkontrolovat, zda Ca₃N₂ je elektrolyt nebo ne.

Ca₃N₂ chová se jako elektrolyt on elektrolýza Ca₃N₂ došlo, pak se molekula rozpadne na dva různé ionty, jeden je Ca²⁺ a druhý N^-, jako²⁺ ionty jsou uloženy na anodě, zatímco N^- je uložena na katodě. Takže tyto ionty nabíjejí roztok, protože jsou to nabité částice.

Proč a jak Ca₃N₂ je silný elektrolyt?

Ca₃N₂ se chová jako silný elektrolyt, protože při elektrolýze Ca²⁺ se tvoří jako kation. Hustota náboje Ca²⁺ je velmi vysoká a také její mobilita je velmi rychlá, takže může přenášet elektřinu řešením velmi rychleji, opět N^- je silnější anion díky vyšší elektronegativitě.

16. Je Ca₃N₂ sůl?

Sůl je tvořena jiným kationtem než H⁺ a anion jiný než OH^- a mezi nimi došlo k iontové interakci. Uvidíme, jestli Ca₃N₂ je sůl nebo ne.

Ca₃N₂ lze považovat za sůl, protože je tvořena Ca²⁺ a N^- které jsou jiné než H⁺ a OH^- ionty. Existuje také určitý druh iontové interakce mezi dvěma silnými kladnými a zápornými náboji. Sůl také přenášela elektřinu při elektrolýze, protože je elektrolytem, ​​který může přenášet elektřinu.

17. Je Ca₃N₂ iontové nebo kovalentní?

Každá kovalentní molekula má nějaké % iontového charakteru nebo naopak – Fajanovo pravidlo polarizace. Uvidíme, zda Ca₃N₂ je iontový nebo kovalentní.

Ca₃N₂ je kovalentní molekula který vzniká hybridizací centrálního atomu N, kterým je sp². Kovalentní molekula vždy vykazuje hybridizaci. Mezi Ca je však přítomen určitý druh iontové interakce²⁺ a N^-, takže má nějaké % iontového charakteru.

Ca₃N₂ je iontový, protože Ca²⁺ má vyšší nábojový potenciál a může polarizovat anion. Opět velikost N^- iont je větší díky elektronu navíc, takže má vyšší polarizaci a může být polarizován kationtem a vykazuje iontový charakter.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Ca₃N₂ je iontová molekula, takže může působit jako sůl. Je to také silný elektrolyt. Osamělé páry N mohou být darovány jakémukoli reakčnímu centru, aby se účastnily různých chemických reakcí a učinily molekulu reaktivní. Ale přítomnost dvojné vazby dělá molekulu také stabilní.

Také čtení:

• Lewisova struktura N2o3
• Hio4 Lewisova struktura
• Struktura Mgo Lewise
• Nh2cooh Lewisova struktura
• Cl2o7 Lewisova struktura
• Struktura Brf2 Lewis 2
• Lewisova struktura Ch2i2
• Struktura Xef2o Lewis
• No Lewisova struktura
• Lewisova struktura Pbr3

Biswarup Chandra Dey

Ahoj……já jsem Biswarup Chandra Dey, dokončil jsem magisterské studium chemie na Central University of Punjab. Mým oborem je anorganická chemie. Chemie není jen o čtení řádek po řádku a memorování, je to koncept, kterému lze snadno porozumět, a zde s vámi sdílím koncept chemie, který se učím, protože o znalosti stojí za to se o ně podělit.