HClO2 Lewis Struktura, charakteristika: 25 kompletních rychlých faktů

Tento článek obsahuje pouze Lewisovu strukturu HClO2 a její 31st podrobně důležitá fakta. Začněme článek nakreslením Lewisovy struktury HClO2.

Kyselina chlorná neboli HClO2 Lewisova struktura se skládá z oxokyseliny halogenu Cl. Centrální atom Cl je sp3 hybridizované v této kyselině. Je tam jeden dπ-pπ vazba přítomná mezi Cl a O. Je méně kyselá než HClO3 kvůli nedostatku jednoho atomu O. Je to binární sloučenina. Oxidační stav centrálního Cl v Lewisově struktuře HClO2 je +3.

Vzhledem k mírnému oxidačnímu stavu může HClO2 působit jako an oxidační nebo redukční činidlo, ale působí jako oxidační činidlo v mnoha redoxních reakcích. Molekulární geometrie je čtyřstěnná kolem centrálního Cl v důsledku přítomnosti dvou párů osamocených párů a tří párů vazeb a jeden z nich je vazba π.

Některá fakta o HClO2

Konjugovanou bází HC2 je ClO2-, jehož název je chloritan a koncovka je zakončena „ous“ místo „ite“. Na základě konjugované báze dostává kyselina svůj název. na základě stability konjugované báze se o kyselině rozhoduje také její kyselost a jak silná je. Oxidační stav cl je střední hodnota v této kyselině, takže je náchylná k disproporcionační reakci a disproporcionální k chlorná (+1) a kyselina chlorná (+5).

2 HCXNUMXO2 → HClO + HClO3

 III I IV

Molární hmotnost HClO2 je 68.46 g/mol. Hodnota pka kyseliny chlorité je 1.96, je tedy méně kyselá než HClO3.

Způsob přípravy HClO2 je reakcí chloritanu barnatého nebo olovnatého se zředěnou kyselinou sírovou.

Ba (ClO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCXNUMXO2

Pb(ClO2)2 + H2SO4 → PbSO4 + 2 HCXNUMXO2

Pouze Cl je halogen, který může tvořit izolovatelný kyselý vzorec, jako je HX2, nikdy nelze izolovat kyselinu bromou ani jodu.

1. Jak nakreslit Lewisovu strukturu HClO2?

Pro každou kovalentní molekulu je velmi důležité její nakreslení Lewisova struktura. Pokusíme se tedy nakreslit Lewisovu strukturu HClO2 dodržováním některých protokolů. Tato Lewisova struktura HClO2 nám pomáhá najít různé kovalentní znaky.

Lewisova struktura HClO2
HClO2 Lewisova struktura

V procesu kreslení Lewisovy struktury HClO2 bychom měli najít valenční elektrony pro celou molekulu. Valenční elektrony pro jednotlivé atomy přítomné v Lewisově struktuře HClO2 vypočítáme samostatně a sečteme je dohromady. Cl je prvek skupiny VIIA, takže má ve svém valenčním orbitalu sedm valenčních elektronů, O je prvek VIA, takže má šest elektronůs a H má pouze jeden elektron.

Takže celkové valenční elektrony pro Lewisovu strukturu HClO2 jsou, 7+(6*2)+1 =20 electrons.

Nyní musíme vybrat centrální atom pro Lewisovu strukturu HClO2. Cl je větší mezi všemi molekulami v HClO2 Lewisova struktura, takže jako centrální atom pro Lewisovu strukturu HClO2 zvolíme Cl. Dva O a H jsou připojeny k centrálnímu atomu vhodným počtem vazeb.

V Lewisově struktuře HClO2 by všechny atomy měly dodržovat pravidlo oktetu. Takže podle oktetového pravidla jsou elektrony potřebné pro každý atom 2+(3*8) = 26 elektronů. Ale valenční elektrony dříve vypočítané pro Lewisovu strukturu HClO2 jsou 20 elektronů. Takže nedostatek elektronů je 26-20 = 6 elektronů.

Ten nedostatek šesti elektronů bude akumulované 6/2 = 3 dluhopisy. Takže v Lewisově struktuře HClO2 budou požadované minimálně 3 vazby. Všechny atomy s centrálním atomem jsme sečetli o požadovaný počet vazeb.

Dva atomy O jsou přidány s Cl dvěma jednoduchými vazbami a h bude připojen k jednomu O prostřednictvím jednoduché vazby. Být molekulou kyseliny HClO2 by měla obsahovat jednu -OH skupinu, takže atomy H jsou připojeny k místu O, nikoli Cl.

Po přidání vhodného počtu jednoduchých vazeb jsme v případě potřeby přidali vícenásobné vazby. Abychom zdůvodnili valenci Cl a O, přidali jsme ještě jednu vazbu mezi Cl a O. což je charakter dvojné vazby a dπ-pπ zadní lepení také.

Nyní přidejte osamocené páry přes příslušné atomy. Dva O obsahuje každý dva páry osamocených párů a Cl také obsahuje dva páry osamělých párů, které se účastní hybridizace.

2. Tvar Lewisovy struktury HClO2

Tvar Lewisovy struktury HClO2 je zodpovědný za osamocené páry nad centrálními atomy Cl a také za obklopující dva atomy O. Kvůli odpuzování osamělých párů-vazeb se tvar poněkud odchyluje od skutečného čtyřstěnného tvaru.

Tvar HClO2

Geometrie HClO2 Lewisova struktura je čtyřstěnná spolu se dvěma osamělými páry přes centrální atom Cl. Ale elektronová geometrie molekuly je úhlová. Ve skutečnosti, bez osamocených párů nad atomy Cl, tvar Lewisova struktura HClO2 je ohnutá nebo hranatá.

Molekula typu AX2  bude mít lineární tvar podle teorie VSEPR (Valence Shell Electrons Pair). Pokud jsou však nad centrálním atomem přítomny osamocené páry, jeho geometrie nebo tvar se změní a odchýlí se od ideální geometrie.

Opět z počtu elektronů pro vnější orbital pro okolní atomy i pro centrální atom a je rovno 8 pak bude jeho tvar čtyřstěnný. Pokud tedy vezmeme v úvahu osamocené páry nad centrálním atomem Cl v HClO2 Lewisova struktura pak počet elektronů je 8 a přijme tetraedrickou geometrii spolu se dvěma páry osamělých párů.

Ale bez osamělých párů tvar nemůže být lineární pro Lewisovu strukturu HClO2 v důsledku odpuzování elektronové hustoty pro atomy O a Cl.

3. Valenční elektrony HClO2

Celkové valenční elektrony pro Lewisovu strukturu HClO2 jsou součtem jednotlivých valenčních elektronů pro každý atom přítomný v molekule. Individuálně vypočítáme valenční elektrony pro každý atom a poté je sečteme pro Lewisovu strukturu HClO2.

Centrální atom v Lewisově struktuře HClO2 je Cl, což je skupina 17th prvek v periodické tabulce, takže má ve valenčním orbitalu sedm valenčních elektronů. Těchto sedm elektronů se účastní tvorby vazby nebo osamělých párů, takže počítáme sedm elektronů pro Cl jako jeho valenční elektrony.

2nd důležitým atomem v Lewisově struktuře HClO2 je O, což je skupina 16th prvek v periodické tabulce a také patří do skupiny VIA. Takže ano šest valenčních elektronů. Těchto šest elektronů se podílí na tvorbě vazby a osamocené páry v Lewisově struktuře HClO2, takže šest elektronů pro O považujeme za jeho valenční elektrony.

Zbývající atom H má ve svém orbitalu jeden valenční elektron.

Takže celkové valenční elektrony v Lewisově struktuře HClO2 jsou, 7+(6*2)+1 = 20 elektronů.

4. HClO2 Lewisova struktura osamocených párů

Osamělé páry jsou dostupné pro ty atomy, které mají mnoho elektronů z vazebného páru ve valenčním obalu nebo orbitalu. Pouze atomy O a Cl mají v Lewisově struktuře HClO2 osamocené páry.

V Lewisově struktuře HClO2 má CL ve svém valenčním obalu sedm valenčních elektronů, ale ne všechny elektrony se podílejí na tvorbě nebo darování vazby, takže zbývající elektrony, které se na tvorbě vazby nepodílejí, existují jako osamocené páry.

 Cl použil pouze tři elektrony pro tvorbu vazby se dvěma atomy O, dvěma jednoduchými vazbami a jednou dvojnou vazbou. Zbytek čtyř elektronů, které jsou přítomny ve valenčním obalu Cl v Lewisově struktuře HClO2, tedy existuje jako dva páry osamocených párů nad atomem Cl.

Nyní přicházejí atomy O, O má šest valenčních elektronů, protože je to prvek VIA, a oba O tvoří dvě vazby v Lewisově struktuře HClO2. Jeden atom O tvoří jedna sigma a jedna π vazba s Cl a druhý O tvoří jednu jednoduchou vazbu s Cl a jednu sigma vazbu s atomem H.

V zásadě tedy dva atomy O použily dva valenční elektrony při tvorbě vazby a zbytek čtyř elektronů, které se na tvorbě vazby nepodílejí, ale v příspěvkovém oktetu, existuje jako dva páry osamělých párů nad každým O atom v Lewisově struktuře HClO2.

H nemá takovou příležitost, takže je to nedostatek osamělého páru.

5. Pravidlo oktetu Lewisovy struktury HClO2

Všechny atomy v periodické tabulce se po vytvoření vazby snaží dokončit svůj oktet a snaží se získat nejbližší konfiguraci vzácných plynů pro stabilní stav, zejména s a p blokové prvky vždy dodržují pravidlo oktetu a v Lewisově struktuře HClO2 jsou všechny atomy z bloku s a p, takže musí dodržovat pravidlo oktetu.

Elektronická konfigurace Cl je [Ne]3s23p4, je to skupina 17th prvek. Cl patří do skupiny halogenů a skupiny VIIA. Z elektronové konfigurace centrálního atomu Cl můžeme říci, že má sedm valenčních elektronů, které jsou přítomny v 3s a 3p orbitalech. Podle oktetového pravidla by měl blokový prvek p plnit valenční vrstvu o osm elektronů, takže k dokončení svého oktetu potřebuje ještě jeden elektron.

V orbitalu 3p atomu Cl je pět elektronů a maximální počet elektronů akumulovaných orbitalem p je šest, nyní tvoří dvě jednoduché vazby se dvěma atomy O sdílenými se dvěma elektrony. Nyní má šest elektronů ve svém 3p orbitálu, který prochází hybridizací. Cl tedy plní svůj oktet vytvořením vazeb s O, které prochází hybridizací.

Nyní pro O je elektronická konfigurace, [He] 2 s22p4. O je skupina 16th prvek a prvek VIA. Má tedy šest valenčních elektronů, kde dva elektrony jsou v orbitalu 2s a čtyři elektrony v orbitalu 2p. O je také ap blokový prvek, takže by se měl řídit oktetovým pravidlem tím, že dokončí svůj 2p orbital o šest elektronů.

Nyní O tvoří dvě vazby, jednu s Cl a jednu s H, nebo dvojnou vazbu s atomy Cl. V těchto dvou vazbách sdílí O své dva elektrony a další dva elektrony pocházejí z místa Cl nebo H. Takže po podílu na vytváření vazby O dokončuje svůj oktet splněním svého 2p orbitální o šest elektronů a dva elektrony jsou již v orbitalu 2s.

H je blokový prvek s jedním elektronem ve svém orbitalu. Aby prvek bloku s dokončil oktetové pravidlo, potřebuje dva elektrony v orbitalu s, protože orbital s může akumulovat maximálně dva elektrony, protože má jednu podslupku. Takže H vytvoří vazbu s O, aby sdílel jeden ze svých elektronů a druhý z místa O, aby dokončil svůj oktet.

6. HClO2 Lewisova struktura formální náboj

Oxidační stav Cl v Lewisově struktuře HClO2 je +3, ale nemůžeme předpovědět, zda je molekula nabitá nebo neutrální. Musíme tedy vypočítat formální náboj molekuly uvažováním stejné elektronegativity pro každý jednotlivý substituent.

Vzorec, který můžeme použít k výpočtu formálního poplatku, FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp

Kde Nv je počet elektronů ve valenčním obalu nebo nejvzdálenějším orbitalu, Nlp je počet elektronů v osamoceném páru a Nbp  je celkový počet elektronů, které se podílejí pouze na tvorbě vazby.

V Lewisově struktuře HClO2 jsou přítomny tři různé substituenty, takže musíme vypočítat formální náboj pro jednotlivý atom.

Formální náboj Cl je 7-4-(6/2) = 0

Formální náboj O je 6-4-(4/2) = 0

Formální náboj H je 1-0-(2/2) = 0

Z výpočtu formálního náboje Lewisovy struktury HClO2 je tedy zřejmé, že molekula je neutrální a neobjevuje se na ní žádný náboj nebo je náboj plně neutralizován.

7. Úhel Lewisovy struktury HClO2

V důsledku odpuzování osamělého páru-vazba se vazebný úhel zmenšuje z očekávané hodnoty v Lewisově struktuře HClO2. Pokud je přítomen nějaký odchylkový faktor, pak se vazebný úhel vždy odchyluje pro správnou orientaci atomů v molekule.

Úhel vazby HClO2

Geometrie kolem centrálního Cl v Lewisově struktuře HClO2 je čtyřstěnná spolu se dvěma páry osamělých párů. Tedy očekávané úhel vazby by měl být 109.50 podle teorie VSEPR. Ale pokud se úhel vazby O-Cl-O přijme 1090 pak by mělo dojít k masivnímu odpuzování mezi dvojnou vazbou a osamělými páry.

Víme, že osamělé páry a dvojné vazby vyžadovaly více prostoru. Takže molekula již nebude existovat ve své stabilní formě. Takže, aby se zabránilo takovému typu odpuzování, úhel vazby O-Cl-O se sníží ze své původní hodnoty a to by měl být poblíž 1040. Ve skutečnosti má tvar ohnutého typu, takže se vazebný úhel zmenšuje pro správnou orientaci vazebných párů i osamělých párů.

V Lewisově struktuře HC2 je opět pozorován další vazebný úhel Cl-OH. Tento úhel vazby je téměř 1040 protože struktura je jako molekula vody ve tvaru V. Ve skutečnosti je geometrie kolem O čtyřstěnná se dvěma osamělými páry, ale zde je odpuzování menší než v předchozím případě, protože její Cl-O jednoduchá vazba je přítomen a vazebná vzdálenost jednoduché vazby je vždy větší než dvojná vazba.

Takže zde je odpuzování osamělých párů menší a vazebný úhel je téměř 1040 jako molekula vody, protože má stejný tvar jako voda.

8. Rezonance Lewisovy struktury HClO2

Konjugovaná báze Lewisovy struktury HClO2 je více rezonančně stabilizovaná než molekula kyseliny. V iontu chloru (ClO2-) v důsledku záporného náboje mohou být elektronová mračna delokalizována mezi různé formy skeletu prostřednictvím rezonance.

HClO2 rezonující struktury

Všechny tři struktury jsou různé rezonující formy konjugované báze Lewisovy struktury HC2. Mezi třemi strukturami III je více přispívající strukturou rezonance, protože je stabilnější díky více kovalentní vazběs a záporný náboj je přítomen nad elektronegativním atomem Cl.

Po této struktuře přichází II, protože obsahuje menší počet kovalentních vazeb než struktura I, ale větší počet než struktura I. Struktura I je méně příspěvková nebo méně stabilní, protože obsahuje menší počet kovalentních vazeb a kladný náboj nad strukturou. elektronegativní atom Cl, který je destabilizačním faktorem.

Celková stabilita konjugované báze Lewisovy struktury HClO2 je III>II>I.

9. Hybridizace HC2

Energie orbitalu Cl a O jsou různé a není snadné vytvořit kovalentní vazbu, proto procházejí hybridizací smícháním orbitalu za vzniku hybridního orbitalu ekvivalentního orbitalu a tvoří stabilní kovalentní vazbu. Centrální Cl je sp3 zde hybridizované.

Použili jsme vzorec k předpovědi hybridizace Lewisovy struktury HClO2 je,

H = 0.5 (V+M-C+A), kde H= hybridizační hodnota, V je počet valenčních elektronů v centrálním atomu, M = obklopené monovalentní atomy, C=č. kationtu, A=č. aniontu.

V Lewisově struktuře HClO2 je centrální atom Cl, ½(6+2) = 4 (sp3)

Struktura    Hybridizační hodnota  Stav hybridizace centrálního atomu    Úhel vazby
Lineární           2          sp /sd / pd            1800
Planner trigonal    3sp2                 1200
Tetrahedrální      4sd3/ sp3            109.50
Trigonální bipyramidový 5sp3d/dsp3          900 (axiální), 1200(rovníkový)
Osmistěn            6sp3d2/d2sp3          900
Pětiúhelníkový bipyramidový  7sp3d3/d3sp3            900, 720

           

Z hybridizační tabulky můžeme říci, že pokud je hybridizační hodnota pro jakýkoli centrální atom 4 pak by to mělo být sp3 hybridizované.

Podívejme se na hybridizaci centrálního Cl v Lewisově struktuře HClO2.

Hybridizace HClO2

Z krabicového diagramu HClO2 Lewisova strukturaMůžeme říci, že dva páry osamělých párů nad Cl také představují hybridní orbital a nemůžeme při hybridizaci uvažovat π vazbu. Jedná se o jeden s a tři p orbitaly.

10. Rozpustnost HC2

HClO2 rozpustný v,

  • voda
  • Benzen
  • Chlorid uhličitý

11. Je HClO2 rozpustný ve vodě?

HClO2 je částečně iontový a polární, takže je rozpustný ve vodě.

12. Je HClO2 elektrolyt?

Ano, HClO2 je elektrolyt ve vodném roztoku.

13. Je HClO2 silný elektrolyt?

Ano, elektrolýza produkuje silné ionty H+, takže je to silný elektrolyt.

14. Je HClO2 kyselý nebo zásaditý?

Vzhledem k přítomnosti kyselého protonu je HClO2 kyselý.

15. Je HClO2 silná kyselina?

HClO2 je silná kyselina díky přítomnosti silných elektronegativních atomů Cl a O.

16. Je HClO2 polyprotická kyselina?

Ne, HC2 je monoprotická kyselina.

17. Je HClO2 Lewisova kyselina?

Ne, v HClO2 není žádné volné místo.

18. Je HClO2 kyselina Arrheniová?

HClO2 uvolňuje H+ iont ve vodném prostředí, jde tedy o kyselinu Arrheniovou.

19. Je HClO2 polární nebo nepolární?

Ano, HClO2 je polární molekula díky své asymetrické struktuře a výslednému dipólovému momentu.

20. Je HClO2 lineární?

Ne, HClO2 má ohnutý tvar.

21. Je HClO2 paramagnetická nebo diamagnetická?

Vzhledem k absenci jakýchkoli nepárových elektronů je HClO2 diamagnetický.

22. Bod varu HClO2

Teplota varu HClO2 je vysoká v důsledku porušení dvojné vazby.

23. Je HClO2 iontový nebo kovalentní?

HClO2 je kovalentní molekula.

24. Je HClO2 vodíková vazba?

Ne, v HClO2 není přítomna žádná vazba H.

25. Je HClO2 binární nebo oxokyselina

Ano, HClO2 je binární oxokyselina halogenu.

závěr

HClO2 je silná kyselina, protože její konjugovaná báze je stabilnější. Kyselina je méně silná než HClO3, kvůli menšímu počtu atomů O.

Přejděte na začátek