CO32- Lewis Struktura, charakteristiky: 13 faktů, které byste měli vědět

CO32- je chemický vzorec pro uhličitanový ion, který je polyatomárním aniontem. Je to oxoanion uhlíku. Zde se učíme o CO32- Lewisově struktuře a charakteristikách.

Uhličitan (CO32-) je aniont, který se skládá ze dvou prvků, tj. jednoho atomu uhlíku a tří atomů kyslíku. CO32- je konjugovaná báze hydrogenuhličitanu. Většina iontů a solí kyseliny uhličité má v sobě funkční skupinu CO32. Uhličitany alkalických kovů jsou mísitelné s vodou, jiné uhličitany nejsou rozpustné.

Jak nakreslit CO32- Lewisovu strukturu?

Lewisova struktura jakékoli molekuly se nakreslí pomocí několika kroků, které je třeba dodržet:

Krok – 1 Předpovězte polohy skupin atomů C a O přítomných v CO32- a poznamenejte si valenční elektrony přítomné na atomech C a O.

Krok - 2 Určete celkovou valenci přítomnou v CO32- Lewisova struktura.

Krok - 3 Umístěte nejméně elektronegativní atom do středové polohy nebo v případě víceatomové molekuly umístěte dva atomy vedle sebe.

Krok - 4 Ostatní zbývající atomy jsou navázány na centrální atomy jednoduchými kovalentními vazbami, ve kterých jsou přítomny dva valenční elektrony.

Krok - 5 Po provedení vazby se zbývající valenční elektrony umístí na vnější atomy, aby se dokončily oktety.

Krok - 6 Zkontrolujte úplné nebo neúplné oktety všech atomů přítomných v CO32-lewisově struktuře.

Krok - 7 Vypočítejte osamocený elektron páry a formální náboj přítomný na CO32- Lewisově struktuře.

Krok - 8 Poslední je určit tvar, hybridizaci a úhel vazby CO32- Lewisova struktura.

CO3 1
CO32- Lewisova struktura

CO32- valenční elektrony

CO32- Lewisova struktura, je to dvouatomový aniont, ve kterém jsou přítomny pouze dva prvky, a to atomy uhlíku a kyslíku. Atom uhlíku leží ve 14th skupina periodické tabulky a atom kyslíku leží v 16th skupina periodické tabulky. Oba tedy obsahují 4 a 6 valenčních elektronů.

Vypočítejme celkový počet valenčních elektronů přítomných na iontu CO32-.

Valenční elektrony přítomné v atomu C CO32- = 04 x 01 (C) = 04

Valenční elektrony přítomné v atomu O CO32- = 06 x 03 (O) = 18

Zde přidáme další dva elektrony pro 2-nabití přítomné na CO32- iontu.

Valenční elektrony díky 2- náboji CO32- = 02

Celkové valenční elektrony přítomné na iontu CO32- = 04 (C) + 18 (O) + 02 = 24

Celkový počet valenčních elektronů přítomných na CO32-lewisově struktuře je tedy dvacet čtyři.

Pokud spočítáme celkový elektronový pár přítomný na CO32- Lewisova struktura musíme celkové valenční elektrony vydělit dvěma.

Celkový počet elektronových párů na CO32- = 24 / 2 = 12

Na iontech CO32- je tedy přítomno celkem dvanáct elektronových párů.

CO3 2
Valenční elektron přítomný na CO32- Lewisově struktuře

Pravidlo oktetu CO32-lewisovy struktury

V CO32- Lewisově struktuře zaujímá atom uhlíku centrální pozici v CO32- iontu, protože je to nejméně elektronegativní atom. Později se váže se třemi atomy kyslíku třemi jednoduchými kovalentními vazbami. Každá jednoduchá (CO) kovalentní vazba má dva elektrony z celkových valenčních elektronů.

Protože tři jsou tři jednoduché vazby CO, pak 6 valenčních elektronů tvoří vazebné páry za vzniku tří kovalentních vazeb. Nyní máme zbývajících 18 valenčních elektronů pro další sdílení elektronů v iontu CO32-. Těchto 18 valenčních elektronů se tedy rozdělí mezi všechny tři vazebné atomy O.

Každý atom kyslíku může mít více šesti až šesti valenčních elektronů, takže všech 18 valenčních elektronů je na třech atomech O. Nyní je na každém atomu O šest nevazebných elektronů. S jednoduchými vazbami má tedy centrální atom C pouze šest vazebných párů, takže má neúplný oktet, spíše tři atomy O mají úplný oktet s osmi elektrony, tj. dvěma elektrony vazebných párů a šesti nevazebnými elektrony.

K dokončení oktetu centrálního atomu C musíme přesunout dva elektrony z jednoho atomu kyslíku, aby se vytvořila dvojná vazba mezi atomy uhlíku a kyslíku (C=O). Centrální atom C má tedy nyní celkem osm elektronů, tj. úplný oktet a také všechny tři atomy O mají také osm elektronů, což znamená úplný oktet.

CO3 3
Oktetové pravidlo pro CO32- Lewisova struktura

CO32- Lewisova struktura osamocené páry

CO32- Lewisova struktura má celkem 24 valenčních elektronů, z nichž šest valenčních elektronů tvoří vazebné páry tvořící tři jednoduché kovalentní vazby CO v centrálním atomu C a vnější vázané tři atomy O. Zbývajících 18 elektronů je umístěno na všech třech vnějších atomech kyslíku a každý atom O má na sobě šest nevazebných elektronů.

Těchto šest nevazebných elektronů na každém atomu uhlíku se tedy spáruje do páru dvou elektronů. Proto jsou na každém atomu kyslíku CO32-lewisovy struktury přítomny tři osamocené elektronové páry. Struktura CO32-Lewis má tedy celkem devět osamělých párových elektronů.

CO3 4
Devět osamělých elektronových párů na CO32- Lewisova struktura

CO32- formální poplatek podle Lewisovy struktury

Formální náboj je kladný nebo záporný náboj přítomný na atomech jakékoli struktury. Přinejmenším je náboj stabilnější formou struktury. Formální poplatek se vypočítává pomocí konkrétního vzorce uvedeného níže:

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

Výpočet formálního náboje CO32-lewisovy struktury se provádí výpočtem formálního náboje přítomného na jednom C a O na něm přítomném. Musíme tedy vypočítat formální náboj atomu C a O v CO32- ion vědět celkový formální poplatek přítomný na CO32- Lewisově struktuře.

Atom uhlíku: Valenční elektrony na atomu C iontu CO32- = 04

                       Nevazebné elektrony na atomu C iontu CO32- = 00

                       Vazebné elektrony na atomu C iontu CO32- = 06

Atom uhlíku CO32- Lewisova struktura má formální náboj = (4 – 0 – 6/2) = +1

Formální náboj přítomný na atomu uhlíku iontu CO32- je tedy plus jedna (+1)

Atom kyslíku: Valenční elektrony na atomu O iontu CO32- = 06

                       Nevazebné elektrony na atomu O iontu CO32- = 06

                       Vazebné elektrony na atomu O iontu CO32- = 02

Atom kyslíku CO32- Lewisovy struktury má formální náboj = (6 – 6 – 2/2) = -1

Formální náboj přítomný na každém atomu kyslíku iontu CO32- je tedy mínus jedna (-1)

Celkový formální náboj přítomný na atomech C a O v CO32-lewisově struktuře je tedy +1 a -1.

CO3 5
Formální poplatek na CO32- Lewisova struktura

CO32- rezonance Lewisovy struktury

Při kreslení rezonanční struktury musíme zvládnout stejný počet valenčních elektronů. Také musíme udržovat stejné osamocené elektronové páry v molekule pouze s pohybem elektronů z jednoho atomu na druhý, aby se vytvořila dvojná nebo trojná vazba v molekule. V CO32-lewisově struktuře jsou možné tři formy rezonančních struktur.

V rezonanční struktuře CO32-lewisovy struktury se jeden osamocený elektronový pár na každém atomu kyslíku přesunul dovnitř a vytvořil dvojnou vazbu s centrálním atomem uhlíku. Střídavě se jeden osamocený elektronový pár na všech třech atomech O přesunul za účelem vytvoření dvojné vazby C=O jeden po druhém. Atom O, ze kterého se elektronový pár přesunul, má na sobě nulový formální náboj, tj. pohyb elektronů minimalizuje náboj na tomto atomu kyslíku.

CO3 6
Rezonance struktury CO32- Lewis struktura

CO32- tvar Lewisovy struktury

CO32- Lewisova struktura se skládá z jednoho centrálního atomu a tří vnějších vázaných atomů k němu připojených. VSEPR notace pro tento druh molekul tedy říká, že molekula s jedním centrálním atomem se třemi vnějšími vázanými atomy, které jsou k němu připojeny bez osamocených elektronových párů na centrálním atomu, má obecný vzorec AX3. Kde A je centrální atom a X je atom navázaný na centrální atom.

Podle tohoto zápisu mají tyto druhy molekul trigonální rovinný tvar a molekulární geometrii. Takže CO32- Lewisova struktura následuje obecný vzorec AX3 teorie VSEPR. CO32-lewisova struktura má tedy trigonální planární molekulový tvar a elektronovou geometrii.

co32- Lewisova struktura
Trigonální rovinný tvar CO32- Lewisova struktura

CO32- hybridizace

Podle teoretických zápisů VSEPR spadá CO32-lewisova struktura pod obecný vzorec AX3, ve kterém A je centrální atom a X jsou vázané atomy připojené k centrálnímu atomu. Zde není na centrálním atomu přítomen žádný osamocený elektronový pár. Neexistuje tedy žádný zápis E.

Protože CO32-ion odpovídá obecnému vzorci AX3 modulu teorie VSEPR, má trigonální planární molekulární tvar a elektronovou geometrii. Protože tři vázané atomy kyslíku jsou spojeny s centrálním atomem C v CO32-lewisově struktuře. CO32- iont má tedy hybridizaci sp2 podle teorie VSEPR.

CO32- úhel Lewisovy struktury

Podle modulu nebo zápisů teorie VSEPR, CO32- Lewisova struktura spadá pod obecný vzorec AX3, ve kterém je centrální atom uhlíku spojen se třemi vnějšími vázanými atomy kyslíku. V AX3 tedy A = centrální atom a X = atom vázaný k centrálnímu atomu.

Proto CO32- Lewisova struktura má trigonální planární molekulární tvar a elektronovou geometrii podle teorie VSEPR. Má také sp2 hybridizaci centrálního atomu uhlíku. Vazebný úhel mezi atomy kyslíku a uhlíku kyslíku (OCO) je tedy 120 stupňů. Proto je celkový vazebný úhel v rámci všech atomů uhlíku a kyslíku iontu CO32- 120 stupňů.

CO32- rozpustnost

Uhličitany (CO32-) ionty jsou rozpustné v:

  • Soli 1st skupinové prvky
  • Soli iontů Na+
  • Soli iontů K+
  • Soli NH4+ iontů (amonný iont)

Uhličitanové (CO32-) ionty jsou většinou nerozpustné ionty a také nejsou rozpustné ve vodě.

Je CO32 iontový?

Ano, ionty CO32- jsou iontové povahy, protože je to aniont, který můžeme vidět již díky přítomnosti 2-náboje přítomného na jeho struktuře.

Proč je CO32 iontový?

Uhličitan (CO32-) má celkově elektricky záporný náboj, tj. 2-. Může snadno vytvářet ionty, když reaguje s kladně nabitými kationty. Je to také polyatomový iont, ve kterém není přítomen stejný počet elektronů a protonů. Má tedy silnou schopnost tvořit ionty s jinými kladně nabitými kationty. Jedná se tedy o iontovou sloučeninu.

Jak je CO32- iontový?

V CO32-karbonátovém iontu je centrální atom C spojen se třemi atomy kyslíku. Z těchto tří atomů kyslíku má jeden atom O dvojnou vazbu s nulovým formálním nábojem, spíše dva atomy O mají na sobě záporný náboj -1. Tyto záporně nabité atomy O tedy mohou přijímat (H+ ionty) protony od jiných kationtů a mohou tvořit OH- ionty.

Je CO32- kyselý nebo zásaditý?

Uhličitanové (CO32-) ionty jsou v přírodě konjugované báze. Jedná se tedy o středně bazický iont díky své schopnosti tvořit OH- ionty přijímáním H+ iontů z kyselých sloučenin.

Proč je CO32 základní?

Uhličitanové (CO32-) ionty mají 2- negativní formální náboj a také má celkem dost osamělých elektronových párů přítomných na třech atomech O, pokud které dva atomy O mají -1 negativní náboj. Může tedy snadno získávat nebo přijímat ionty H+ z kyselého roztoku, a proto jsou ionty CO32- v přírodě silnou bází nebo konjugovanou bází.

Jak CO32- je basc?

Konjugované báze jsou sloučeniny nebo ionty, které mohou reagovat s kyselinami a přijímat proton z roztoku kyseliny. CO32-karbonátový iont je tedy konjugovanou bází, protože když se dostane do reakce s kyselinami, získá H+ ionty nebo protony za vzniku sloučenin jako HCO3- tj. hydrogenuhličitanové ionty.

Je CO32 polární nebo nepolární?

Ionty CO32- jsou nepolární povahy díky přítomnosti polární vazby v jejím symetrickém tvaru se stejnou distribucí náboje.

Proč je CO32 nepolární?

Iont CO32- má trigonální rovinný molekulární tvar, který je ve své podstatě symetrický. Ionty CO32- mají tedy rovnoměrné rozložení náboje na všech atomech, díky čemuž se dipóly navzájem ruší a mají celkový nulový dipólový moment. CO32- je tedy nepolární iont.

Jak je CO32- nepolární?

V CO32- iontu je centrální atom C připojen se třemi atomy O symetricky a má trigonální rovinný molekulární tvar a geometrii. Má také polární vazby a dipól generující na atomu se vzájemně ruší díky své symetrické geometrii. CO32- je tedy nepolární iont.

Je CO32- symetrické nebo asymetrické?

Ion CO32- je symetrický iont, protože má čtyři atomy, tj. jeden atom C centrálně umístěný a tři atomy O vázané na něj jsou uspořádány symetricky v jeho tvaru. CO32- je tedy svou povahou symetrický.

Proč je CO32- symetrické?

CO32-ion má obecný vzorec AX3 podle teorie VSEPR, díky čemuž má trigonální planární molekulární tvar a geometrii. V trigonálním rovinném tvaru jsou všechny atomy uspořádány symetricky, takže CO32- je symetrický iont.

Jak je CO32- symetrický?

Protože ion CO32- spadá pod obecný vzorec AX3 teorie VSEPR, nemá na centrálním atomu c žádný osamocený elektronový pár a žádné odpuzování mezi atomy. Všechny atomy jsou uspořádány symetricky se stejnou distribucí elektronů. CO32- je tedy symetrický iont.

Závěr:

Uhličitanový (CO32-) iont má celkem 24 valenčních elektronů, z nichž je 8 vazebných elektronů a 16 nevazebných elektronů. Má devět osamělých elektronových párů. Všechny atomy C a O mají kompletní oktet s formálním nábojem -2. Má tři rezonanční struktury. CO32- iont má trigonální rovinný tvar, hybridizaci sp2 a úhel vazby 120 stupňů. Je to bazický, nepolární a symetrický iont.

Také čtení: