Clf5 Lewis struktura, Charakteristika: 13 faktů, které byste měli vědět

Tento článek je o ClF5 (chlorpentafluoridu), což je an interhalogenová sloučenina. Pojďme se dozvědět pár zajímavých faktů o této sloučenině.

Ve struktuře ClF5 Lewis je centrální atom chloru (Cl) vázán k 5 atomům fluoru (F) jednoduchými vazbami. Molekula ClF5 obsahuje 16 osamocených párů, každý atom fluoru má 3 osamocené páry a jeden osamocený pár je přítomen na atomu chloru.

Kolik valenčních elektronů je přítomno ve struktuře ClF5 Lewis?

V molekule ClF5 má atom chloru stejně jako atom fluoru ve svém valenčním obalu 7 elektronů.

Výpočet valenčních elektronů v molekule ClF5-

Tak,

  v molekule ClF5 je celkem 42 valenčních elektronů.

Kroky k nakreslení Lewisovy struktury ClF5

Vysvětlení krok za krokem k nakreslení Lewisova diagramu ClF5 –

 Krok 1: Vypočítejte celkové valenční elektrony přítomné v molekule ClF5

Začneme zjištěním počtu valenčních elektronů v molekule ClF5.

(Valenční elektrony jsou počet elektronů přítomných ve valenčním obalu atomu)

Oba prvky, fluor a chlor, patří do skupiny 17^th takže počet valenčních elektronů pro chlor i fluor je 7.

Výpočet valenčních elektronů v ClF5 –

Krok 2: Rozhodněte o centrálním atomu

Při kreslení Lewisova tečková struktura vždy udržujte nejméně elektronegativní atom ve středu.

Jak víme, elektronegativita se zvyšuje v období zleva doprava a klesá shora dolů ve skupině, takže chlor je méně elektronegativní než fluor.

Poznámka: Fluor je nejvíce elektronegativní prvek v periodické tabulce

ponechte nejméně elektronegativní atom chloru ve středu a 5 atomů fluoru, které jej obklopují, a nakreslete kosterní strukturu pro molekula ClF5.

Krok 3: Mezi atom Cl a F vložte vazbu nebo elektronový pár

 Umístěte dva elektrony (elektronový pár) mezi atomy chloru a fluoru k označení chemické vazby.

Krok 4: Udělejte radost vnějším atomům dokončením jejich oktetu

Prvky hlavní skupiny byly šťastné, když dosáhly oktetové konfigurace jejich nejbližšího prvku vzácného plynu (18^th skupina). Tomu říkáme oktetové pravidlo (výjimka: vodík doplňuje dupletovou konfiguraci jako u vzácného plynu He).

Krok 5: Umístěte zbývající elektrony na centrální atom:

ClF5 má 42 valenčních elektronů, z nichž 10 elektronů se používá při vytváření vazeb mezi Cl a F, zatímco 30 elektronů je přítomno jako osamocené páry na okolních 5 atomech fluoru a dva elektrony jsou ponechány.

tyto dva elektrony nyní ponecháme na centrálním atomu chloru.

Krok 6: Zkontrolujte formální hodnotu poplatku

Než to potvrdíme jako naši konečnou Lewisova struktura diagramu, zkontrolujeme formální náboj každého atomového prvku v molekule ClF5.

Formální náboj = Valenční elektrony – 0.5 * vazebné elektrony – nevazebné elektrony

Pro centrální atom chlor –

Počet nevazebných elektronů chloru = 2

Počet vazebných elektronů chloru = 10

Formální poplatek za chlór = 7 – 0.5*10 – 2 = 0

Pro vnější atomy fluor –

Počet nevazebných elektronů fluoru = 6 (3 osamocené páry)

Počet vazebných elektronů fluoru = 2

Formální náboj pro atom fluoru =7 – 0.5*2 – 6 = 0

Protože prvky F a O mají nejmenší možné formální náboje, znamená to, že jsme dosáhli dokonalosti Lewisova struktura.

Jaký je formální náboj atomů přítomných v molekule Lewisovy struktury ClF5?

Formální náboj je elektrický náboj daný atomu v molekule, když jsou všechny elektrony ve vazbě sdíleny rovnoměrně nebo při ignorování rozdílu v elektronegativitě atomů.

Formální náboj = Valenční elektrony – 0.5 * vazebné elektrony – nevazebné elektrony

Pro centrální atom chlor –

Počet nevazebných elektronů chloru = 2

Počet vazebných elektronů chloru = 10

Formální poplatek za chlór = 7 – 0.5*10 – 2 = 0

Pro vnější atomy fluor –

Počet nevazebných elektronů fluoru = 6 (3 osamocené páry)

Počet vazebných elektronů fluoru = 2

Formální náboj pro atom fluoru =7 – 0.5*2 – 6 = 0

Je ClF5 výjimkou z pravidla oktetu?

Podle pravidla oktetu se prvky hlavní skupiny snaží získat konfiguraci oktetu nejbližšího prvku vzácného plynu. V molekule ClF5 všech 5 atomů fluoru dosáhne svého oktetu. Všech 5 atomů fluoru má tři nevázané páry a kolem nich vázaný pár.

Ale centrální atom chloru má pět vázaných párů a jeden osamocený pár kolem sebe, takže celkový počet okolních elektronů je 12.

Molekula ClF5 je tedy výjimkou z pravidla oktetu.

Proč je elektronová geometrie ClF5 oktaedrická, ačkoli molekula má čtvercovou pyramidální geometrii?

Molekula ClF5 má 42 valenčních elektronů.

Ze 42 elektronů –

• 10 elektronů je přítomno jako vázané páry mezi atomy fluoru a chloru
• 30 elektronů je přítomno jako osamocené páry na pěti atomech fluoru.
• Dva elektrony jsou přítomny na centrálním atomu chloru jako osamocené páry.

Protože elektronová geometrie se nachází uvažováním jak vázaných párů, tak osamělých párů v molekule, elektronová geometrie molekuly Clf5 je čtvercová pyramidální.

Proč jsou úhly vazby v ClF5 o něco menší než 90 stupňů a ne přesně 90 stupňů?

V důsledku přítomnosti osamoceného páru na centrálním atomu chloru, který způsobuje odpuzování s vazebnými páry, se vazebný úhel axiálního a ekvatoriálního F dostane zkreslený, což má za následek méně než 90 stupňů spojovacích úhlů.

Vazebné úhly v ClF5 jsou tedy o něco menší než 90 stupňů.

Jak zjistit molekulární/elektronovou geometrii molekuly ClF5?

K zodpovězení této otázky použijeme model VSEPR –

Dlouhá forma VSEPR je teorie Valence Shell Electron Pair Repulsion

Pomocí teorie VSEPR můžeme znát 3-rozměrnou molekulární geometrii jakékoli molekuly, kterou nemůžeme udělat pomocí Lewisova struktura který může pouze předpovídat 2-rozměrnou geometrii.

Geometrii ClF5 lze zjistit následujícími způsoby –

1)Počet osamocených párů přítomných na chloru (Cl) v jeho Lewisově struktuře je –

           Osamělý pár = 0.5* (valenční elektrony na Cl – počet atomů připojených k Cl)

                             = 0.5*(7-5)

                             = 1     

2) Hybridizace atomu chloru –

         Hybridizace chloru v ClF5 je –

  Hybridizační číslo = počet atomů připojených k Cl + NO. osamocených párů na Cl

                                          = 5 + 1

                                          = 6

Jako hybridizační číslo 6 je hybridizace molekuly CIF5 sp3d2

3) Použití notace VSEPR k získání molekulární geometrie –

Nyní je zápis VSEPR AXnEx

Zápis AXnEx

Kde,

 A je centrální atom

 (V ClF5 je chlor centrální atom)

 X jsou atomy vázané na centrální atom,

(V ClF5 jsou F atomy vázané na centrální atom)

n je počet atomů

(V ClF5, n=5)

 E je osamocený pár elektronů přítomných na centrálním atomu

x je počet osamocených párů

(V ClF5, x=1)

Takže pro molekulu ClF5 je vzorec AXnEx AX5E1

Podle tabulky VSEPR má molekula se vzorcem AX5E1 molekulární tvar jako čtvercová pyramida.

Protože ClF5 má notaci AX5E1, molekulární geometrie ClF5 je čtvercová pyramida 

Proč je ClF5 polární molekula?

Molekula se nazývá polární, když

• Rozdíl elektronegativity mezi vázanými atomy je větší než 4
• Obsahuje polární vazbu s kladným a záporným koncem.
• Má nesymetrickou geometrii, takže nedochází ke zrušení dipólů.

Někdy se však molekula s polární vazbou může ukázat jako nepolární kvůli symetrické distribuci nábojů, takže výsledný dipólový moment je 0.

Fluorid chloru (ClF5) je polární molekula z následujících důvodů:

• Rozdíl elektronegativity mezi chlorem (elektronegativita 3.16) a fluorem (elektronegativita 3.98) je 0.82
• ClF5 je nesymetrická molekula, protože centrální atom chloru má na sobě osamocený pár.

Hybridizace v CIF5

Hybridizace je fúze atomových orbitalů atomu v molekule za vzniku orbitalů stejné energie a orientace.

V ClF5 tvoří centrální atom chloru pět jednoduchých vazeb s 5 atomy fluoru a je na něm přítomen osamocený pár.

Aby se vytvořily vazby s atomy fluoru, orbitaly atomu chloru podléhají hybridizaci.

Základní elektronická konfigurace chloru a fluoru je –

Chlór (základní stav): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Fluor (základní stav): 1S2 2S2 2P5

Elektronová konfigurace chloru po získání elektronů vytvořením vazeb s fluorem

Chlor 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Stérické číslo = Počet sigma vazeb obklopujících centrální atom + Počet osamocených párů elektronů na centrálním atomu

Stérické číslo = 5 + 1 = 6

Hybridizace pro chlór v molekule ClF5 je tedy Sp3d2

Má ClF5 vykazuje rezonanci?

Molekula může vykazovat rezonanci, když –

• V molekule dochází k interakci mezi dvěma pí-vazbami

             or

• Existuje interakce mezi pí vazbou a jedním elektronem přítomným na sousedním atomu v molekule.

ClF5 nevykazují rezonanci, protože v molekule ClF5 nejsou přítomny žádné pí-vazby. 

Proč je fluorid chloru kovalentní sloučeninou, i když obsahuje elektronegativní atomy?

Protože rozdíl elektronegativity mezi halogeny, chlorem a fluorem je nízký, ClF5 je kovalentní sloučenina.

Je ClF5 neutrální povahy?

Ano, ClF5 je neutrální povahy a obsahuje dva různé atomy halogenu – jeden atom chloru a pět atomů fluoru.

Závěr:

Fluorid chloru je interhalogenová sloučenina. Neřídí se pravidlem oktetu. Má čtvercovou pyramidální geometrii. ClF5 je polární molekula s dipólovým momentem 0.82D. Nevykazuje rezonanci. Je neutrální povahy.

Také čtení:

• Lewisova struktura Br3
• Lewisova struktura Mgi2
• So3 Lewisova struktura
• Chch Lewisova struktura
• Ccl4 Lewisova struktura
• Io4 Lewisova struktura
• Sbr4 Lewisova struktura
• Chclo Lewisova struktura
• Baf2 Lewisova struktura
• Nco Lewisova struktura

Sonali Jham

Ahoj...já jsem Sonali Jham. Udělal jsem postgraduální studium chemie a také dokončil B. Ed. Povoláním jsem učitelka a dietolog.
Mým koníčkem je čtení a malování.
Pojďme se spojit přes LinkedIn-