Gecl4 Lewis Struktura, Charakteristika: 17 faktů, které je třeba vědět

by

Bezbarvý chlorid germánský se jeví jako dýmavá kapalina.

Jako kovalentní sloučenina má nízký bod varu a tání a používá se jako meziprodukt pro optické procesy.

Jak nakreslit strukturu Gecl4 Lewis?

S použitím atomových symbolů germánia a chlóru ukazuje Lewisova struktura GeCl4 kovalentní povahu distribucí elektronů na vnější dráze, rozmístěných kolem konkrétního atomu v molekule GeCl4.

V moderní Periodická tabulka atom halogenu Chlor je ve skupině 17 s elektronovým uspořádáním [Ne] 3s2 3p5 a atom germánia obsahuje své elektrony na vnější dráze ve 4s a 4p s vyplněným 3d orbitalem, uspořádání je [Ar] 3d10 4s2 4p2 jako prvek 14. skupiny.

Čtyři chlor a germanium tedy společně mají 32 elektronů, což znamená šestnáct párů elektronů pro tvorbu molekul, protože jsou ve vnějším obalu a mohou být snadno napájeny pro nízkou přitažlivost jádrem.

struktura gecl4 Lewis
GeCl4 Lewisova struktura

Jako pětiatomová molekula si musíme vybrat centrální atom, zde je Ge pro svou elektropozitivitu, která bude ve středu a atomy halogenů jsou kolem něj napsány tečkovým znaménkem valenčních elektronů.

struktura gecl4 Lewis
GeCl4 Lewisova struktura

Rezonance Lewisovy struktury Gecl4

V GeCl4 Lewisova strukturaAtomy chloru mají nesdílený elektron, který se může delokalizovat z mateřského atomu a tvořit odlišnou rezonanční strukturu, mezi nimiž mají „nulový“ formální náboj, který by byl stabilní konfigurací.

Chlór je elektronegativnější než atom germánia, vytváří částečný kladný náboj na atomu germánia, který také zabírá prázdný 4d orbital jako prvek 4th období, takže Pi (π) zpětná vazba se v molekule vyskytuje ie3pπ (Cl) – 4dπ (Ge).

V molekule germánium nemá nad sebou žádný nesdílený elektron, ale pro prázdný orbital, který má, se může nesdílený elektron atomu chloru delokalizovat na tento orbital a rozšířit se přes dva atomy, což vede k vytvoření částečné pí (π) vazby v molekule.

Jako nevazebné elektrony ligandu se atom chloru podílí na vazbě, která je opačná k normálnímu elektronovému přechodu, nazývá se zpětná vazba, vytváří rezonující Lewisovu strukturu GeCl4.

Tvar struktury Gecl4 Lewis

Molekulární geometrie a tvar jsou dvě mírně odlišné věci, které můžeme jasně pochopit orbitální hybridizací centrálního atomu kovalentní molekuly, kde centrální atom má osamocený pár, který narušuje geometrii.

Pokud zde nejsou žádné nesdílené elektrony (tedy žádné sterické odpuzování), geometrie a tvar molekuly se stanou stejnými, což je v případě GeCl4 lewisovy struktury geometrie tetraedrická (pro sp3 hybridizovaný centrální atom), tvar je také tetraedrický.

struktura gecl4 Lewis
GeCl4 tvar Lewisovy struktury

Gecl4 Lewis struktura formální poplatek

Formální náboj je vypočítán pro atom molekuly, abychom našli stabilní kanonickou formu, kde se předpokládá rovnoměrné rozložení vazebného elektronového oblaku v kovalentní molekule pomocí celkového valenčního elektronu, vazebných a nesdílených elektronů.

Ve stabilní kanonické formě lewisovy struktury GeCl4 Ge nemá žádné nesdílené elektrony, takže formální bude, (4- 0- 8/2) = 0 a se třemi páry nesdílených elektronů bude formální náboj Cl, (7- 6-8/2) = 0; což ukazuje na energetickou stabilitu.

Gecl4 Lewisův strukturní úhel

U kovalentního typu vazby, která je tvořena hybridizovaným překrýváním orbitalů, se měří úhel mezi takovýmto vazebným elektronovým oblakem, závisí na hybridizaci vnějšího orbitalu centrálního atomu, který se na vazbě podílel.

V Lewisově struktuře GeCl4 je elektropozitivnějším atomem Germanium, jehož orbitální 4s a 4p se mísí, tvoří hybridizovaný orbital sp3, takže atom nemá žádné nesdílené elektrony, které narušují geometrii odpuzováním, takže vazebný úhel je přesný 109.5° jako u sp3.

Gecl4 Lewisovo pravidlo oktetu struktury

Na poslední zaplněné dráze musí být rozmístěno osm elektronů, vlnové funkce specifické energie pro uspokojení stabilizační energie, známé jako oktetové pravidlo, které mají stabilitu přirozeně inertní plyny, způsobuje jejich neaktivní povahu.

Z periodické tabulky můžeme říci, že Ge musí přenést nebo přijmout čtyři elektrony, což je velmi obtížné tam, kde Cl potřebuje ke stabilizaci své konfigurace ještě jeden elektron, v důsledku čehož Ge sdílí čtyři elektrony se čtyřmi atomy Cl v GeCl4. Lewisova struktura splnit pravidlo.

Gecl4 Lewis struktura osamělé páry

Valenční elektronový pár se pouze šíří po mateřském atomu a nepodílí se na tvorbě vazby, zvyšuje koncentraci elektronového mraku osamoceného páru, což způsobuje sterické odpuzování a narušuje geometrii molekuly.

Z hybridizace vidíme, že germanium nemá žádný nesdílený elektron, protože čtyři valenční elektrony jsou hybridizovány za vzniku vazby a pro každý atom Cl GeCl4 Lewisova struktura mají šest nesdílených elektronů jako jeden z 3p elektronového překrytí s Ge sp3 orbitálním elektronem.

Valenční elektrony Gecl4

Valenční elektrony jsou poslední slupkou obsahující elektrony, které jsou daleko od jádra tak energeticky dostupné pro excitaci v chemické reakci, protože jsou volně vázány jaderná síla a pokud existuje 'd' (rozptýlený) orbital, usnadněte si to.

Být prvkem bloku 'p' skupiny 14 ve 4th Období, Ge má dva elektrony v 4s a dva v 4p, kdežto každý Cl má sedm elektronů v 3s a 3p orbitálu, takže celkem XNUMX volně vázaných elektronů o pěti atomech se podílelo na tvorbě molekul jako valenční elektrony.

Gecl4 hybridizace

Hybridizace je koncept pro centrální atom kovalentních sloučenin, kde se energeticky neekvivalentní atomové orbitaly promísí za vzniku orbitálu se stejnou energií, takže překrývání atomových hybridních orbitalů bude při tvorbě molekul snadnější.

Jako atom skupiny „p“ má centrální atom germánia čtyři elektrony ve vnějším obalu ve 4s a 4p, přičemž tyto elektrony sdílí pro lepší překrývání orbitálů 4s a 4p, čímž vzniká nový hybridní orbital „sp3“ s novým tvarem a energií než předchozí. .

Rozpustnost Gecl4

Při určité teplotě je měřena rozpustnost GeCl4 v jakémkoli rozpouštědle koncentraci, kterou lze rozpustit až do dosažení rovnováhy se vyskytuje v roztoku, který je závislý na jeho nepolární povaze a má také prázdný d orbital.

Protože se jedná o nepolární molekulu, snadno se rozpouští v rozpouštědlech, jako je benzen, ether, chloroform, CCl4, protože jsou také nepolární povahy, také se mírně rozpouští ve zředěné HCl nebo zředěné H2SO4 pro mírně elektrolytickou povahu pro metaloid Ge, ale ne v koncentrovaném.

Je Gecl4 rozpustný ve vodě?

GeCl4 je rozpustný ve vodě, protože se snadno hydrolyzuje, přestože jde o kovalentní molekulu, a to ze dvou důvodů; je v periodě 4 s rozptýleným 'd' orbitalem ve skupině 14, dělá ho větší a pro 'd' orbital může přijmout nukleofilní útok.

V době nuklefilního ataku vody nemusí čelit velké atomární velikosti Ge a 'd' orbital může rozšířit koordinaci, takže se vazba Ge-Cl přeruší a vytvoří se Ge-hydroxylová vazba s produkcí GeCl3(OH). ) a kyselina chlorovodíková (HCl) jako vedlejší produkt.

Při reakci se z jedné molekuly GeCl4 uvolňují další čtyři molekuly HCl a jako produkt GeO2 Hydrolyzační reakce.

Je Gecl4 silný elektrolyt?

Protože Ge je metalloidní povahy, ukažte nějaké polovodič přírody, takže Lewisova struktura GeCl4 může někdy působit jako elektrolyt, ale není silná jako kovové elektrolyty.

Je Gecl4 kyselý nebo zásaditý?

Každá molekula, která uvolňuje vodíkový iont (H+) v roztoku nebo přijímá elektron, je považována za kyselinu. V molekule GeCl4 může germanium nést elektrony od dárce, čímž je poněkud kyselé povahy.

Protože má prázdný difúzní 4d orbital, může nést nukleofilní útok přijetím elektronového páru a zvýšit koordinační číslo.

Je Gecl4 polární nebo nepolární?

V molekule chloridu germánského je elektronegativita Cl 3.16 a Ge je 2.01 na základě Paulingovy stupnice, čímž se liší schopnost přitahování elektronového mraku vazby, vzniká polární vazba, ale pro vysoce symetrickou povahu se celková polarita GeCl4 stává nula.

Pokud je tento rozdíl elektronegativity 0.4 nebo více, dojde ve vazbě k oddělení náboje, což má za následek polární vazbu (vektorovou veličinu) jako Dipolový moment (µ) lze vypočítat vynásobením odděleného náboje (δ) a vzdálenosti mezi náboji (r) ve vazbě.

Vzhledem k tomu, že atom Ge v Lewisově struktuře GeCl4 nemá žádné nesdílené elektrony, geometrie nemůže být zkreslena stérickým efektem osamělého páru, činí jej vysoce symetrickým, takže vektor dipólového momentu se může navzájem vyrušit a vytvořit nepolární molekulu GeCl4.

struktura gecl4 Lewis
Polarita GeCl4 Lewisovy struktury

Je Gecl4 Lewisova kyselina nebo zásada?

GeCl4 je Lewisova kyselina, protože může přijmout elektronový oblak od dárce a rozšířit jeho koordinaci tak, aby měl 'd' orbital, jak patří do periody 4 periodické tabulky, přičemž má částečný kladný náboj, protože chlor je vysoce elektronegativní atom.

Ge má čtyři elektrony na vnější dráze distribuované po 4s a 4p, takže jejich přenos může být procesem s vysokou energetickou náročností. Sdílením elektronů má tedy tendenci tvořit molekulu a pro prázdný 4d orbital také přijímá elektrony jako Lewisovu kyselinu.

Je Gecl4 lineární?

Geometrie a tvar GeCl4 je čtyřstěnný, nikoli lineární.

Závěr:

Vzhledem k tomu, že Lewisova struktura má rozptýlené prázdné 4d orbitální GeCl4, vykazuje některé neočekávané vlastnosti, odlišné od prvku horní periody, jako je uhlík.

Také čtení: