Cf2h2 Lewisova struktura, Hybridizace: 9 faktů, které neznáte!

by

Difluorethan (C2H2F2) má dva atomy uhlíku (C), každý se 4 valenčními elektrony, spojenými jednoduchou vazbou. Každý atom C je také vázán k jednomu atomu vodíku (H) a jednomu atomu fluoru (F). Lewisova struktura ukazuje čtyři jednoduché vazby (dvě CH a dvě CF), bez osamocených párů na atomech uhlíku, s použitím 18 valenčních elektronů. C2H2F2 přijímá tetraedrickou geometrii kolem každého atomu uhlíku s vazebnými úhly blízkými 109.5°, což je charakteristické pro hybridizaci sp2.55. Molekula je celkově nepolární, s polárními vazbami CF a CH v důsledku rozdílů v elektronegativitě (C: 3.98, F: 2.20, H: XNUMX). Tato struktura ovlivňuje její fyzikální vlastnosti a reaktivitu, jako například v chladicích aplikacích.

cf2h2 Lewisova struktura

Difluormethan je a halogenalkan sloučenina se dvěma atomy fluoru. Silné vazby uhlík-fluor v této molekule určují její chemické vlastnosti.

Fakta o difluormethanu

Difluormethan je organická dihalogenová sloučenina. Jeho molekulární vzorec je CH2F2. Dva atomy vodíku v methanu jsou nahrazeny atomem fluoru. Má další názvy jako difluromethylen, HFC-32, methylenfluorid.

Je to bezbarvá látka plynné povahy. Má vysokou tepelnou stabilitu. Ale jeho bod varu a bod tání je velmi nízký, tj. -1360C a -520C resp. Je to látka s 52.024 g/mol, která má schopnost podstoupit endotermický proces. Používá se jako chladivo a jako hasicí přístroj.

Lewisova struktura difluormethanu, CH2F2

Struktura molekul nakreslená tímto konceptem je snadný způsob, jak pochopit tvorbu vazeb mezi různými atomy. Zde jsou elektrony a vazby označeny tečkami a čárami. Struktury lze tedy nazvat jako struktury Lewis dot.

Difluormethan vzniká substitucí dvou atomů vodíku fluorem. Celkový součet valenčních elektronů v difluormethanu je 20.

Uhlík je centrální atom a všechny čtyři další atomy jsou umístěny kolem něj spolu s jejich valenčními elektrony. Uhlík tvoří čtyři pevné vazby se dvěma fluorem a vodíkem.

cf2h2 Lewisova struktura
Lewisova struktura CH2F2

Resonance in Difluoromethan, CH2F2

Pohyb elektronů ve spojení s atomem vede k více než jedné struktuře molekuly. Takové struktury se nazývají rezonanční struktura a proces je rezonance. Obvykle to lze pozorovat u sloučenin s dvojnou vazbou. Je důležité zachovat elektronické uspořádání atomů během rezonance. Pro difluormethan nebyla nalezena žádná rezonanční struktura.

Difluormethan, CH2F2  Pravidlo oktetu

Všichni víme, že difluormethan se skládá z jednoho uhlíku navázaného dvěma vodíky a fluorem. Uhlík je střední atom a má čtyři vnější elektrony. Kolem atomu uhlíku jsou přítomny fluor a vodík se sedmi a jedním vnějším elektronem.

Když dojde k vytvoření vazby, uhlík získá další čtyři elektrony z fluoru a vodíku. Takže je to valenční obal nyní naplněný osmi elektrony. Podobně fluor má sedm před vytvořením vazby a osm po vytvoření vazby.

Ale vodík potřebuje ke stabilní existenci pouze dva elektrony a získává se prostřednictvím vazeb. Takže uhlík a fluor se řídí oktetem. I když se vodík neřídí oktetem, je stabilní.

2 1
Oktetové pravidlo v CH2F2

Difluormethan, CH2F2 Tvar a úhel vazby

Molekuly získávají různý tvar po vytvoření vazby. Mohou mít různý tvar v závislosti na osamocených párech přítomných v centrálním atomu. Zde centrální uhlík nemá žádné osamocené páry a je AX4 typ. Jeho geometrie je tedy čtyřstěnná s úhlem 109.50 .

Zde jsou dvě různé vazby. Jeden je uhlík-fluor a druhý je uhlík-vodík. Polarita prvního je mnohem větší než druhého.

3 1
Tvar a úhel CH2F2

Difluormethan, CH2F2 Osamělé páry

Počet elektronů, který nehraje žádnou roli při tvorbě vazby, je jeho osamocený elektronový pár. Zde neexistuje žádný osamocený pár pro uhlík a vodík. Existují však osamocené páry spojené se dvěma atomy fluoru. Ze sedmi vnějších elektronů je pouze jeden použit pro vazbu a zbývajících šest existuje jako tři osamocené páry. Je zde tedy celkem šest osamělých párů.

Difluormethan, CH2F2 Formální poplatek

Náboj daný atomům po vytvoření vazby se nazývá formální náboj. Může být kladná nebo záporná a nulová.

Formální náboj = valenční elektrony – ne. teček – ne. dluhopisů

Formální náboj uhlíku = 4-0-4 = 0

Formální náboj fluoru = 7-6-1 = 0

Formální náboj vodíku = 1-0-1 =0

Formální náboj uhlíku, fluoru a vodíku je nulový.

Difluormethan, CH2F2  valenční elektrony

Celkové elektrony viděné v nejvzdálenějším obalu jakéhokoli atomu, který hraje hlavní roli při tvorbě vazby, se nazývají valenční elektrony. Celkové valenční elektrony v difluormethanu se nalézají součtem valenčních elektronů v každém atomu. Takže to je

Valenční elektrony v uhlíku – 4

Valenční elektrony ve fluoru – 7

Valenční elektrony ve vodíku – 1

Takže celkem v difluormethanu, CH2F2 je 4+7×2+1×2 = 20 elektronů.

Difluormethan, CH2F2 Hybridizace

Bylo zjištěno, že difluormethan je a čtyřstěn molekula ve tvaru, který následuje sp3 hybridizace. Během sp3 hybridizace s a p orbitaly atomu uhlíku se překrývají, aby vznikla nová sada sp3 orbitaly se stejným tvarem a energií. Poté se spojí s atomy vodíku a fluoru orbitaly sdílí své elektrony s tímto sp3 orbitaly k vytvoření vazeb.

4 1
Hybridizace v CH2F2

Difluormethan, CH2F2 rozpustnost

Difluormethan není příliš rozpustný ve všech rozpouštědlech. Jedním z důvodů je jeho silná vazba uhlík-fluor. Mezi molekulami difluormethanu existuje vanderwaalsova disperzní síla a interakce dipól-dipól.

Když se to snažíme rozpustit ve vodě, potřebujeme více energie k překonání těchto interakcí. Musí překonat energii způsobenou vodíkovými vazbami mezi molekulami vody. Je tedy obtížné tyto vazby přerušit a vytvořit nové s halogenalkanem a vodou.

Proto je obtížně mísitelný s vodou, i když je polární. Bylo však zjištěno, že difluormethan je rozpustný v ethanolu.

je difluormethan, CH2F2 Iontové nebo ne?

Difluormethan je kovalentní sloučenina tvořená společným sdílením elektronů mezi uhlíkem, vodíkem a fluorem. Následuje sp3 hybridizace. Nejedná se tedy o iontovou sloučeninu.

je difluormethan, CH2F2 Polární nebo ne?

Difluormethan je polární sloučenina. Elektronegativita uhlíku, fluoru a vodíku je 2.55, 3.98, 2.20. Fluor je nejvíce elektronegativní atom, takže elektrony ve vazbě uhlík – fluor směřují vždy k atomu fluoru.

Takže fluor má částečný záporný náboj a uhlík má částečně kladný náboj. Vazba uhlíku a fluoru je tedy vysoce polarizovaná. Rozdíl elektronegativity uhlíku a vodíku je 0.35, což je velmi málo.

Takže jeho polarizace je nízká ve srovnání s CF vazbou. Vzhledem k vysokému rozdílu elektronegativnosti pozorovanému u uhlíku-fluoru a uhlík-vodíkové vazby je difluormethan shledán jako polární molekula.

je difluormethan, CH2F2  Kyselé nebo zásadité?

Vazba mezi uhlíkem a fluorem je velmi pevná, takže vazbu nelze jen tak snadno přerušit. Difluromethan proto nepodléhá žádnému typu chemických reakcí. Takže kyselost a zásaditost nelze rozlišit.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Difluormethan, CH2F2 je stabilní kovalentně vázaná sloučenina, která je polární. Je to kvůli silné vazbě uhlík – fluor. Následuje hybridizace sp3 s tetraedrickým tvarem a úhlem přibližně 109.50. Své Lewisova struktura je nakreslena zde v tomto článku. Má 20 valenčních elektronů se šesti osamocenými páry kolem dvou atomů fluoru s nulovým formálním nábojem.

Také čtení: