Lewisova struktura kyseliny mravenčí: Kreslení a podrobné vysvětlení

V tomto článku budeme diskutovat o tečkových strukturách Lewisovy kyseliny mravenčí.

Nejjednodušší karboxylovou kyselinou je kyselina mravenčí, často známá jako kyselina methanová. Jeho chemický vzorec je H-COOH, kde R může být H nebo alkylová skupina. Byl to první člen rodiny karboxylových kyselin a základní stupeň chemické syntézy nalezený v přírodě, zejména u mravenců.

1. Lewisova struktura kyseliny mravenčí
2. Molekulární geometrie kyseliny mravenčí
3. Hybridizace kyseliny mravenčí

Kyselina mravenčí má molární hmotnost 46.03 g/mol a bod varu 100.8 stupňů, což je přibližně totožné s molekulou vody. Kyselina mravenčí je bílá kapalina se silným, pronikavým zápachem. Ve vodě a polárních rozpouštědlech je velmi dobře rozpustný. V parní fázi a v uhlovodících se vyskytuje jako dimer vázaný vodíkovými vazbami.

Chemická vazba ve formě kyselina bude zde diskutována načrtnutím její Lewisovy struktury, pochopit jeho molekulární geometrii a hybridizaci.

1. Lewisova struktura kyseliny mravenčí:

Lewisovy struktury, také známé jako struktury elektronových teček, jsou dvourozměrné diagramy, které zobrazují vazebné elektronové páry mezi atomy v molekule a také osamocené páry elektronů na atomu, pokud existují. Valenční elektrony, které se nacházejí v nejvzdálenějším obalu atomu, jsou zodpovědné za vazbu a nevazbu.

Kromě vodíku a helia atom preferuje vytváření vazeb s jinými atomy, ve kterých valenční obal každého atomu obsahuje osm elektronů.

Fáze skicování a Lewisova struktura jsou následující:

Krok 1: Zapište elektrickou konfiguraci atomu a spočítejte celkový počet valenčních elektronů v molekule.

Atomy uhlíku, vodíku a kyslíku mají elektronické konfigurace [He] 2s² 2p², 1 s¹a [On] 2s² 2p⁴, resp. Výsledkem je, že C, H a O mají valenční elektrony 4, 1 a 6. Kyselina mravenčí se skládá ze dvou atomů vodíku a dvou atomů kyslíku. Výsledkem je, že kyselina mravenčí má celkový počet valenčních elektronů 4 + (1×2) + (6×2) =18 elektronů.

Krok 2: Jako středový atom vyberte nejméně elektronegativní atom s nejvyšší valencí skupiny.

Největší počet vazeb, které atom může vytvořit s jinými atomy, je známý jako skupinová valence. C, H a O mají skupinové valance 4, 1 a 2, v daném pořadí. V důsledku toho bude atom uhlíku hrát roli centrálního atomu. H, O a OH skupiny obklopí atom uhlíku ve skeletální struktuře kyseliny mravenčí.

Krok 3: Zarovnejte valenční elektrony v skeletu molekuly.

Lewis struktura kyseliny mravenčí má 18 valenčních elektronů, které musí být organizovány. V první řadě, protože jde o atom jádra, začněte atomem uhlíku. Podle oktetového pravidla bude atom uhlíku obklopen osmi elektrony.

Dokončí duplet vodíku, který je bezprostředně spojen s atomem uhlíku. Atom uhlíku a atom kyslíku nyní sdílejí čtyři elektrony nebo dva páry elektronových vazeb. Bude mít dva osamocené páry elektronů k dokončení svého oktetu (čtyři elektrony).

Následujících 6 elektronů bude sdíleno mezi atomy uhlíku ve skupině OH. V důsledku toho je pravděpodobné, že kyselina mravenčí Lewisova struktura je:

Jednoduchá vazba bude tvořena dvěma vazebnými elektrony, zatímco dvojná vazba bude tvořena čtyřmi vazebnými elektrony. V důsledku toho Lewisova struktura kyseliny mravenčí je následující:

Základním zobrazením molekuly je Lewisova struktura. Neposkytuje žádné informace o tvaru molekuly nebo hybridizaci atomu v molekule. K tomu je zapotřebí koncepce odpuzování elektronových párů valenčním obalem (VSEPR) a teorie valenčních vazeb (VBT).

2. Molekulární geometrie kyseliny mravenčí:

Teorie VSEPR může předpovídat molekulární geometrii nebo formu. Zabývá se vazebnými a nevazebnými (osamocený pár) elektronovým valenčním obalem elektronového odpuzování. Atom uhlíku je základním atomem v Lewisova struktura kyseliny mravenčí, se třemi vazebnými páry a bez jediného elektronového páru. Při použití teorie VSEPR k předpovědi struktury molekuly se s dvojnou vazbou zachází jako s jedním vazebným párem.

V důsledku toho může následující tabulka snadno předpovědět struktura kyseliny mravenčí.

Kyselina mravenčí má trigonální rovinnou architekturu kolem atomu uhlíku a tetraedrickou geometrii kolem atomu kyslíku hlavně díky dvěma osamoceným párům a dvěma párům vazeb, které obsahuje.

3. Hybridizace kyseliny mravenčí:

Hybridizace je proces spojování atomových orbitalů za vzniku hybridních orbitalů s ekvivalentní energií. Hybridní orbitaly jsou co do počtu stejné jako atomové orbitaly. Pro vytvoření kovalentní vazby se výsledný hybridní orbital překrývá s hybridními orbitaly jiných atomů nebo s atomovými orbitaly.

V kyselině mravenčí lze hybridizaci atomu uhlíku vypočítat následujícím způsobem:

Elektrická konfigurace atomu uhlíku v základním stavu je [He] 2s²2p². Konfigurace excitovaného stavu [He] 2s12p3 je výsledkem toho, že jeden z elektronů z orbitálu 2s excituje orbital 2p atomu uhlíku. Protože atom uhlíku tvoří tři sigma vazby s jinými atomy, jeden ze dvou orbitalů 2s a dvou 2p na jednom z atomů uhlíku se smísí a vytvoří tři hybridní orbitaly sp2, zatímco jeden z orbitalů p zůstane nehybridizovaný, což má za následek pí. spojení s atomem kyslíku.

Atom uhlíku je sp² hybridizované a jeden z atomů kyslíku je rovněž sp² hybridizované, zatímco další atom kyslíku navázaný na atom vodíku a uhlíku je sp³ hybridizované.

Také čtení:

• Seo3 Lewisova struktura
• Nh2cooh Lewisova struktura
• Cuso4 Lewisova struktura
• Struktura Naf Lewis
• Ni3 Lewisova struktura
• Struktura Brf4 Lewis 2
• Lewisova struktura Ch2n2
• Lewisova struktura Pf5
• Lewisova struktura Ch3o
• Ascl5 Lewisova struktura