FCN Lewis Struktura, charakteristiky: 19 faktů, které byste měli vědět

Tento článek se bude zabývat FCN Lewisovou strukturou, jejími charakteristikami, způsoby reprezentace struktury Lewisovy tečky a dalšími relevantními fakty.

Struktura FCN Lewis, také známá pod chemickým názvem fluorid kyanogen, je anorganická molekula s molekulovou hmotností 45.016 g/mol.

Některá fakta o struktuře FCN Lewis:

  • Molární hmotnost/molekulová hmotnost = 45.016 g/mol.
  • Bod varu = -46.17 0C, bod tání = -82 0C.
  • Bezbarvý a má štiplavý zápach.
  • Toxický plyn.
struktura fcn Lewis
3D znázornění FCN Lewisovy struktury (fluorkyan) z wikipedia

Struktura FCN Lewis:

Struktura FCN Lewis nebo Lewisova tečková struktura je elektronická reprezentace molekuly představující její orientaci vazeb spolu s formálním nábojem získaným každým základním atomem obsahujícím molekulu.

Stručně řečeno, informuje o molekulární reprezentaci. Znát Lewise bodová struktura molekuly je prvním a nejdůležitějším krokem k dekódování fyzikálních a chemických vlastností a charakteristik molekuly.

Kroky k nakreslení Lewisovy struktury FCN:

  • První krok zahrnuje počítání celkového počtu dostupných elektronů. Atom fluoru (F) patří do 17th skupiny periodické tabulky a obsahuje 7 celkových valenčních elektronů. Atom uhlíku patří do skupiny 14th ( C ) a má celkem 4 valenční elektrony a atom dusíku ( N ) patří do skupiny 15th a má celkem 5 valenčních elektronů. To dává k dispozici celkem 16 valenčních elektronů z každého jednotlivého atomu pro konstrukci FCN Lewisovy struktury.
  • Další krok zahrnuje výběr centrálního atomu na základě jejich rozdílu v elektronegativitě. Jako centrální atom je zvolen nejméně elektronegativní atom C s X = 2.55. F má elektronegativitu X = 3.98 a N má elektronegativitu X = 3.04 ( X = velikost rozdílu elektronegativity )
  • Každý skládající se atom se snaží pojmout 8 elektronů ve svém okolí, aby vyhověl pravidlu oktetu. Nejprve jsou nakresleny všechny atomy s příslušnými valenčními elektrony. Dále je každý atom zarovnán tak, že může pojmout 8 elektronů kolem sebe a se sousedními atomy buď kovalentním nebo dativním sdílením elektronů.
  • C je čtyřvazné povahy a tvoří 4 vazby s dalšími dvěma atomy. Sdílí 4 své valenční elektrony s F a N. N sdílí 3 své valenční elektrony tvořící trojnou vazbu s C a zbývající dva elektrony zůstávají jako osamocený elektronový pár na N. F sdílí 1 valenční elektron s C tvořící jednoduchou vazbu a zbývajících 6 valenčních elektronů zůstává jako osamocený elektronový pár na F.
  • Tím získáme lineárně tvarovanou molekulu fluoridu kyanogenu, která se poslušně řídí oktetem.

Schematické znázornění FCN je uvedeno níže:

Struktura FCN Lewis

FCN Lewisova struktura rezonance:

Rezonanční struktury jsou další reprezentace struktury Lewisovy tečky ukazující všechny možnosti elektronických distribucí, reprezentace, která získává nejvyšší energii a ta, která dosahuje nejnižší stabilní energie, je dobře pozorována prostřednictvím rezonance.

Protože trojná vazba zahrnuje pí elektronový mrak, který se může delokalizovat, proto FCN Lewisova struktura vykazuje rezonanci.

Jedna z pí vazeb se delokalizuje na atom N, což má za následek záporný náboj a C získává kladný náboj. Celková separace náboje je nulová kvůli zrušení náboje a dosažení neutrality.

FCN Lewisova struktura rezonance.

Tvar struktury FCN Lewis:

Struktura FCN Lewis má lineární tvar. To je v souladu s teorií VSEPR. Protože C má sp hybridizaci, je nejstabilnější, protože všechny elektrony jsou od sebe v maximální vzdálenosti, tj. na 1800 úhel.  

Struktura je ukázána v sekci hybridizace FCN.

FCN hybridizace:

Elektronická konfigurace základního stavu C: [He]2s22px12p1y2pz

Elektronická konfigurace excitovaného stavu C: [He]2s12px12p1y2p1z

Elektronická konfigurace základního stavu F : [He]2s22px22p2y2p1z       

Elektronická konfigurace základního stavu N : [He]2s22px12p1y2p1z

C podléhá sp hybridizaci, kde se dva ze čtyř nepárových elektronů v excitovaném stavu spárují s N a F. Tvoří sigma vazby vazbou a překrýváním podél své internukleární osy.

Zbývající dva nepárové elektrony v nehybridizovaných p podslupkách C tvoří dvě pí vazby bočním překrýváním s nesdíleným pí elektronovým oblakem dusíku. F podstoupí sp3 hybridizace s C tvoří sigma vazbu a zbývajících 6 elektronů zůstane jako 3 osamocené elektronové páry na atomu F.

FCN Lewisova struktura hybridizace.

FCN valenční elektrony:

Elektronická konfigurace základního stavu C: [He]2s22px12p1y2pz

Elektronická konfigurace základního stavu F : [He]2s22px22p2y2p1z       

Elektronická konfigurace základního stavu N : [He]2s22px12p1y2p1z

Valenční elektrony jsou nejvzdálenější elektrony sídlící v podslupkách, které se účastní tvorby chemické vazby nebo ionizace.

Zde má C 4 valenční elektrony. F má 7 valenčních elektronů. N má 5 valenčních elektronů

Proto má FCN Lewisova struktura celkem 16 valenčních elektronů.

Přečtěte si více o Struktura a vlastnosti hexanolu

Osamělé páry FCN Lewisovy struktury:

FCN Lewisova struktura má celkem 4 osamocené páry elektronů. 3 osamocené páry elektronů sídlí na atomu F a 1 osamocený pár se nachází na atomu N.

Osamocené elektronové páry jsou ty valenční elektrony, které se nepodílejí na tvorbě žádné kovalentní vazby.

FCN Lewisova struktura formální poplatek:

Formální poplatek je způsob přiřazení náboje každému jednotlivému atomu, který informuje o úplném náboji získaném molekulou.

Matematicky to může být reprezentováno jako:

Formální náboj = (Počet valenčních elektronů ve volném atomu prvku) – (Počet nesdílených elektronů na atomu) – (Počet vazeb na atom)

Navíc náboj na molekule = součet všech formálních nábojů.

Formální náboj F = 7 – 6 – 1 = 0

Formální náboj C = 4 – 0 – 4 = 0         

Formální náboj N = 5 – 2 – 3 = 0

FCN Lewisova struktura formální poplatek

Pravidlo oktetu FCN Lewisovy struktury:

Oktetové pravidlo je obecné pravidlo, kterým se chemik řídí při konstrukci struktury Lewisovy tečky, která říká, že každý atom se snaží umístit 8 elektronů do svého valenčního obalu, aby získal konfiguraci vzácných plynů pro maximální stabilitu.

Lewisova struktura FCN se řídí oktetovým pravidlem, kde každý skládající se atom má ve svém valenčním obalu 8 elektronů.

F má kolem sebe 8 elektronů včetně vazebných párů, C má 8 elektronů včetně jednoduchých a trojných vazeb a N má kolem sebe 8 elektronů včetně trojné vazby a osamocených párů elektronů.

Také je třeba poznamenat, že při výpočtu oktetu elektronů je třeba počítat jak vazebné, tak osamocené páry elektronů.

FCN rozpustnost:

FCN Lewisova struktura je lépe rozpustná v rozpouštědlech s menšími dielektrickými konstantami. Několik rozpouštědel uvedených níže pro referenci:

Solventnírozpustnost
vodaNerozpustný
ÉterRozpustný
Rozpustnost FCN v různých rozpouštědlech.

Je FCN lineární?

FCN Lewisova struktura je lineární molekula. To je v souladu s teorií VSEPR.

Lineární tvar je přijat triatomovou molekulou tak, aby měla maximální vzdálenost mezi osamocenými páry nebo páry vazeb a minimální odpuzování mezi nimi, což poskytuje maximální geometrickou stabilitu.

Je FCN čtyřstěnný?

Ne, struktura FCN Lewis není tetraedrická molekula. Základní chápání tetraedrické molekuly zahrnuje 4 atomy v tetraedrickém uspořádání.

Je FCN iontový?

Struktura FCN Lewis je iontové povahy. Je to proto, že zahrnuje oddělení náboje, jak je pozorováno v jedné z rezonančních struktur.

Molekula FCN zahrnuje 3 různé atomy (F, C, N) s velkým rozdílem v elektronegativitě, včetně trojné vazby, která má pí elektronový mrak.

V důsledku toho mohou být elektrony delokalizovány, což vede k částečné separaci náboje, která může tvořit dipóly mezi konci molekuly.

Je však třeba poznamenat, že všechny 3 atomy jsou nekovy, takže mají určitý kovalentní charakter, jak je naznačeno Fajanovo pravidlo.

Je FCN polární nebo nepolární?

FCN Lewisova struktura lze identifikovat jako nepolární molekulu, pokud ji považujeme za dokonale symetrickou molekulu. FCN s F a N na svých koncích však nejsou totožné, což se liší rozdílem v jejich elektronegativitě.

V molekule je tedy přítomno určité množství polarity, protože velikost dipólového momentu nebude na koncích podobná.

Má dostatečnou polaritu, ale není dostačující na to, aby byla nazývána dokonale polární molekulou.

FCN dipólové momenty reprezentované šipkami.

Je FCN paramagnetický nebo diamagnetický?

Struktura FCN Lewis je svou povahou paramagnetická díky přítomnosti nepárových elektronů v podslupkách p atomu N. Zůstávají ve svém trojnásobně vzrušeném stavu.

Jsou přitahovány magnetickým polem. Nespárované elektrony, které zůstávají jako osamocený elektronový pár na dusíku, se nepárují, ale zůstávají jako nepárové elektrony v různých podslupkách.

FCN Lewisův strukturní úhel:

Vazebný úhel je definován jako úhel mezi centrálním atomem a vázanými atomy. Zde, v Lewisově struktuře FCN, je úhel vazby mezi třemi atomy, tj. FCN.

Protože C má sp hybridizaci s atomem N a sp3 hybridizace s F atomem, vazebný úhel není přesně blízko 1800 ale blízko k tomu.

Je FCN redukční činidlo?

Struktura FCN Lewis je silná redukční činidlo. Aniont, fluoridový iont, je silné redukční činidlo v redoxních párových reakcích.

Říká se jim redukční činidla.

Je FCN oxidační činidlo?

 FCN Lewisova struktura není oxidační činidlo. Jsou nazývány jako redukční činidlo a nikoli jako oxidační činidlo.

Je FCN symetrický nebo asymetrický?

Struktura FCN Lewis je symetrická molekula. Je to proto, že jde o lineární tříatomovou molekulu s nekonečnými sigma rovinami, která je totožná s molekulární rovinou, která obsahuje všechny atomy v rovině.

Protože má nekonečné molekulární roviny, Coo osy , jde tedy o symetrickou molekulu.

Poznámka: Molekulární rovina je rovina, která obsahuje všechny atomy spolu s internukleární osou.

Použití FCN:

  • Může být použit jako senzibilizátor, insekticidy, výroba barviv, polymerů.
  • Protože kondenzuje na polymerní formy při pokojové teplotě, používá se jako symetrická síť polymerů.
  • Používá se jako fluorační a nitrilační činidlo.

Závěr:

FCN Lewisova struktura je horkým tématem kvůli jeho polymerační tendenci v dnešním výzkumu, který prostřednictvím následujícího článku zjistí, že jde o lineární tříatomovou molekulu používanou pro průmyslové účely s velmi štiplavým a toxickým zápachem.

Přečtěte si více o Konfigurace elektronů Americium.

Přejděte na začátek