V tomto článku se budeme zabývat velmi fascinujícím tématem Lewisovy struktury bromidu uhličitého (Cbr4) a podrobným vysvětlením jeho hybridizace, tvaru, nábojů, párů a podrobností.
Lewisova struktura CBr4 kompromituje centrální atom uhlíku a 4 atomy bromu jsou přítomny mimo atom uhlíku. Lewisova struktura molekuly CBr4 obsahuje 24 nevazebných elektronů, což je 12 osamocených párů (3 osamocené páry jsou přítomny na každém atomu bromu).
Podrobnosti o CBr4
| Molekulární název | tetrabrommethan Tetrabromid uhličitý Chemický vzorecCBr4Centrální atom Lewisova struktura Uhlíkové páry přítomný na centrálním atomu 0Molekulární geometrie CBr4TetraedralElectron Geometrie CBr4TetraedralBond Úhel Br – C – Br109.5 stupněČ. valenčního elektronu pro CBr4 | 32 |
| Formální náboj molekuly CBr4 | 0 | |
| rozpustnost | Nerozpustný ve vodě Rozpustný v etheru, chloroformu, C2H5OH | |
| Kyselé nebo zásadité povahy | CBr4 není ani kyselý, ani zásaditý |
CBr4 Lewisova strukturaJak nakreslit strukturu Lewisovy tečky pro CBr4?
Následují kroky, které je třeba dodržet při kreslení Lewisova struktura molekuly CBr4
Krok 1: Spočtěte celkové valenční elektrony přítomné v molekule CBr4
Prvním krokem je najít ne. valenčních elektronů přítomných v molekule CBr4.
Uhlík patří do skupiny 14 a brom patří do skupiny 17 periodické tabulky.
Valenční elektron uhlíku = 4
Valenční elektron bromu = 7
| valenční elektrony | Atom v CBr4 | Celkový počet elektronů | |
| C | 4 | 1 | 4*1=4 |
| Br | 7 | 4 | 7 * 4 = 28 |
| 32 |
Krok 2: Najděte nejméně elektronegativní prvek v CBr4
Elektronegativita se zvyšuje v období zleva doprava, takže uhlík je nejméně elektronegativní než brom. Udržujte nejméně elektronegativní atom uprostřed.
Teď nakreslete kostru molekuly CBr4
CBr4 Skeletní struktura
Krok 3: Vložte dva elektrony nebo vazbu mezi atom C a Br
Krok 3: CBr4 Lewisova struktura
Krok 4: Dokončete oktet vnějších atomů
Prvky hlavní skupiny mají tendenci dosáhnout oktetové konfigurace jejich nejbližšího prvku vzácného plynu přítomného ve skupině 18. Toto je známé jako pravidlo oktetu. Kromě vodíku, který dokončuje dupletovou konfiguraci jako He
Dokončete oktet na vnějších atomech a poté přejděte k centrálnímu atomu
Krok 5: Dokončete oktet centrálního atomu nebo v případě potřeby vytvořte kovalentní vazby
Tento krok není potřeba pro CBr4, protože oktet centrálního atomu je již kompletní.
CBr4 Lewisova struktura
Krok 6: Zkontrolujte formální hodnotu poplatku
Než potvrdíme, že je to perfektní Lewisova struktura, musíme zkontrolovat formální hodnoty poplatku
Formální náboj = Valenční elektrony – (1/2) * vazebné elektrony – nevazbové elektrony
Valenční elektrony uhlíku = 4
Nevazebné elektrony uhlíku = 0
Vazebné elektrony uhlíku = 8 (4 páry)
Formální náboj pro atom uhlíku = 4 – 1/2*8 – 0 = 0
Valenční elektrony bromu = 7
Nevazebné elektrony bromu = 6 (3 osamocené páry)
Vazebné elektrony bromu = 2
Formální náboj pro atom bromu = 7 – 1/2*2 – 6 = 0
Protože prvky C a Br mají nejmenší možné formální náboje, získali jsme vhodné Lewisova struktura
Jaký je formální náboj v CBr4 a jak se vypočítá?
Formální poplatek můžeme vypočítat pomocí vzorce –
Formální náboj = Valenční elektrony – (1/2) * vazebné elektrony – nevazbové elektrony
Valenční elektrony uhlíku = 4
Nevazebné elektrony uhlíku = 0
Vazebné elektrony uhlíku = 8 (4 páry)
Formální náboj pro atom uhlíku = 4 – 1/2*8 – 0 = 0
Valenční elektrony bromu = 7
Nevazebné elektrony bromu = 6 (3 osamocené páry)
Vazebné elektrony fluoru = 2
Formální náboj pro atom bromu =7 – 1/2*2 – 6 = 0
Formální náboj na atomu uhlíku a bromu v CBr4 Lewisova tečková struktura je nula.
Dodržuje molekula CBr4 pravidlo oktetu?
CBr4 obsahuje 32 valenčních elektronů a všechny atomy v CBr4 doplňují svůj oktet, jak lze vidět z Lewisova struktura molekuly CBr4. To dokazuje, že oktetové pravidlo se řídí molekulou CBr4.
Jak zjistit molekulární tvar a elektronovou geometrii molekuly CBr4?
Pro nalezení geometrie (molekulární/elektronové) molekuly OF2 je třeba dodržet tři kroky. Oni jsou -
1)Spočítejte osamocené páry přítomné na centrálním atomu v Lewisově struktuře CBr4
Or
Počet osamělých párů lze také zjistit pomocí vzorce
Osamělý pár =1/2*(VE –NA)
VE= valenční elektron na centrálním atomu
NA= Počet atomů, které jsou připojeny k centrálnímu atomu
V molekule CBr4 jsou valenční elektrony centrálního atomu uhlíku 4 a jsou k němu připojeny čtyři vnější atomy.
Osamělé páry = 1/2* (4 – 4) = 0
2) Najděte hybridizační číslo molekuly CBr4
Hybridizaci centrálního atomu lze zjistit pomocí vzorce.
Hybridizační číslo = NA + LP
Kde-
NA- je počet atomů připojených k centrálnímu atomu
LP – je počet osamocených párů na centrálním atomu
K uhlíku jsou připojeny 4 atomy, na kterých nejsou žádné osamocené páry.
Hybridizační číslo = 4 + 0 = 4
Hybridizační číslo molekuly CBr4 je 4
Hybridizace molekuly CBr4 je tedy Sp3
3) Použijte teorii VSEPR k určení molekulární/elektronové geometrie CBr4
Rozhodli jsme se hybridizace CBr4 jako SP3 a žádné osamocené páry přítomný na centrálním atomu.
Nyní podle notace AXnEx teorie VSEPR najdeme notaci VSEPR pro molekulu CBr4
Zápis AXnEx
Kde-
A – je centrální atom
X – je počet atomů připojených k centrálnímu atomu
E – je počet osamocených elektronových párů na centrálním atomu
Podle Lewisova tečková struktura U tetrabromidu uhlíku je centrálním atomem uhlík, který má 4 atomy fluoru a nejsou na něm přítomny žádné osamocené páry.
Takže vzorec CBr4 se změní na AX4
Podle tabulky VSEPR má molekula se vzorcem AX4 molekulární tvar jako čtyřstěn a elektronová geometrie čtyřstěnný.
| Celkem domén | Obecný vzorec | Vázané atomy | Osamělé páry | Molekulární tvar | Elektronová geometrie |
| 1 | AX | 1 | 0 | Lineární | Lineární |
| 2 | AX2 | 2 | 0 | Lineární | Lineární |
| AX | 1 | 1 | Lineární | Lineární | |
| 3 | AX3 | 3 | 0 | Trigonal Planární | Trigonal Planární |
| AX2E | 2 | 1 | ohnutý | Trigonal Planární | |
| AXE2 | 1 | 2 | Lineární | Trigonal Planární | |
| 4 | AX4 | 4 | 0 | Tetrahedrální | Tetrahedrální |
| AX3E | 3 | 1 | Trigonální pyramida | Tetrahedrální | |
| AX2E2 | 2 | 2 | ohnutý | Tetrahedrální | |
| AXE3 | 1 | 3 | Lineární | Tetrahedrální |
GRAF VSEPR
Tetraedrická geometrie CBr4Je molekula CBr4 polární nebo nepolární?
CBr4 je nepolární molekula, což potvrzují tři faktory –
1) Elektronegativita:
Brom (elektronegativita 2.96) je elektronegativnější než uhlík (elektronegativita 2.55) Jelikož je brom elektronegativnější než uhlík, přitahuje k sobě elektrony silněji.
Molekula je polární, když je rozdíl v elektronegativitě mezi atomy v molekule větší než 0.4
Rozdíl elektronegativity mezi uhlíkem a bromem je 0.41
2) Geometrický/molekulární tvar:
Geometrická struktura molekuly CBr4 je tetraedrická.
Čtyři dipóly čtyř vazby C-Br jsou v opačném směru. Nyní, díky čtyřstěnné geometrii (která je symetrická) se všechny dipóly navzájem zruší.
3) Dipólový moment:
Díky symetrické geometrii CBr4 (tetraedrické) se všechny 4 dipóly navzájem ruší, což má za následek celkový 0 dipólový moment pro CBr4.
Všechny tyto faktory ukazují, že CBr4 je nepolární molekula.
Co je to hybridizace pro molekulu CBr4?
Centrální atom uhlíku sdílí čtyři elektrony se čtyřmi atomy bromu. V Lewisově struktuře jsou tedy přítomny čtyři vazebné páry elektronů na atomu uhlíku v Lewisově struktuře molekuly CBr4
Aby bylo možné sdílet elektrony s atomy bromu, orbitaly atomu uhlíku procházejí hybridizací pro umístění elektronů.
Elektronická konfigurace uhlíku a bromu v základním stavu je –
Karbon v základním stavu 1s2 2s2 2p2
Brom v základním stavu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
Elektronická konfigurace uhlíku po získání čtyř elektronů pro naplnění oktetu vytvořením vazeb s brom-
Karbon 1S2 2S2 2Px2 2Py2 2Pz2
Stérické číslo = Počet atomů vázaných na centrální atom + Počet osamocených párů elektronů připojených k centrálnímu atomu
Stérické číslo = 4 + 0 = 4
Hybridizace pro centrální atom kyslíku v CBr4 je tedy Sp3
Vykazuje molekula CBr4 rezonanci?
Molekula vykazuje rezonanci, když –
- Molekula má střídavé dvojné a jednoduché vazby.
- Molekula má přítomnost osamoceného páru v konjugaci s dvojnou vazbou.
Tetrafluorid uhličitý nemá dvojnou vazbu, takže CBr4 nevykazuje rezonanci.
Je CBr4 iontový nebo kovalentní?
CBr4 je kovalentní sloučenina protože vazba mezi uhlíkem a bromem vzniká sdílením elektronů.
Závěr:
Abychom shrnuli to, o čem jsme diskutovali v tomto článku –
Hybridizace molekuly CBr4 je Sp3. Jak molekulární geometrie, tak elektronová geometrie CBr4 je tetraedrická. The vazebný úhel Br-C- Br je 109.5 stupňů. Celkový počet valenčních elektronů přítomných v molekule CBr4 je 32.
.
