HClO3 Lewis Struktura, charakteristika: 33 kompletních rychlých faktů

V tomto článku bychom měli diskutovat o Lewisově struktuře HClO3 a faktech o různých charakteristikách. Začněme článek kovalentním charakterem Lewisovy struktury HClO3.

V Lewisově struktuře HClO3 je Cl v oxidačním stavu +5 a je to jeho nejvyšší oxidační stav, takže se může chovat jako oxidační činidlo, může podléhat redukci a oxidovat další substituenty. Hodnota pka HClO3 je velmi nízká až záporná, jedná se tedy o silnou anorganickou kyselinu. centrální atom Cl je sp3 zde hybridizované. Geometrie kolem centrálního Cl je pyramidální v Lewisově struktuře HClO3.

Existují dva atomy O s dvojitou vazbou a jedna skupina -OH je připojena k centrálnímu atomu Cl. Centrální Cl obsahuje pět vazebných párů a jeden osamocený pár. Geometrie kolem jediného O je ohnutá.

Některá důležitá fakta o HClO3

HClO3 je ve fyzikálním stavu kapalný. Je to bezbarvá kapalná sloučenina. Molární hmotnost kyseliny chlorné je 84.45 g/mol. Hustota kyseliny je 1 g/ml.

Kyselina chloristá může být připravena reakcí kyseliny sírové s chlorečnanem barnatým v laboratoři. Nerozpustný síran barnatý se odstraní precipitační metodou.

Ba (ClO3)2 + H2SO4 → 2 HClO3 + BaSO4

Zahřívání kyseliny chlorné je další způsob přípravy kyseliny chlorné spolu s kyselinou chlorovodíkovou.

3 HClO → HClO3 + 2 HCl

Vodný roztok může být koncentrován až na 40 % ve vakuu; při další koncentraci nebo zahřívání dochází k rozkladu:

8 HClO3 -> 4 HClO4 + 2 H.2O + 2 Cl2 + 3 O2

3 HClO3 → HClO4 + H2O + 2 ClO2

Kyselina chlorná a její konjugovaná báze chlorečnan jsou silné oxidační činidla.

3 KClO3 + 4HCI = 2KCI + Cl2 + 2ClO2 + 2H2O

Směs Cl2 a ClO2 je známý jako euchlor.

1.    Jak nakreslit Lewisovu strukturu HClO3?

Na nakreslete Lewisovu strukturu HClO3, musíme dodržovat oktetové pravidlo, protože centrální Cl je z prvku p bloku. Pomocí Lewisovy struktury můžeme pochopit různé kovalentní vlastnosti HClO3.

Lewisova struktura HClO3
HClO3 Lewisova struktura

Krok 1-  V prvním kroku Lewisovy struktury HClO3 bychom měli spočítat valenční elektrony každého substituentu jednotlivě a sečíst je dohromady. Nyní přicházíme s Cl, což je p blok, skupina 17th živel. Ve svém valenčním orbitálu má tedy sedm elektronů.

Nyní pro O je to také prvek bloku p a skupina 16th živel. Patří do skupiny prvků VIA, takže má ve svém valenčním orbitalu šest elektronů, o jeden elektron méně od Cl. Jsou přítomny tři atomy O, takže celkové valenční elektrony jsou 3*6 = 18 elektronů.

Nyní pojďme k poslednímu atomu, kterým je H. H je prvek skupiny IA a má pouze jeden elektron, který je pouze jeho valenčním elektronem.

Takže v Lewisově struktuře HClO3 je celkový počet valenčních elektronů 7+18+1 = 26 elektronů.

Krok 2- v 2nd V kroku kreslení Lewisovy struktury rozhodneme, který bude centrální atom. Zde dochází k nejednoznačnosti mezi atomy O a Cl. Oba jsou prvky p bloku a elektronegativita je pro tyto dva prvky téměř stejná. Liší se ale svou velikostí. 

Velikost Cl je větší než O, protože se velikost skupiny periodické tabulky zvětšuje v důsledku nárůstu hlavního kvantového počtu atomů.

Takže Cl je zde vybrán jako centrální atom a tři atomy O jsou přítomny jako tři okolní atomy.

Krok 3-  Všechny atomy v Lewisově struktuře HClO3 jsou z blokových prvků s a p. Platí zde tedy oktetové pravidlo. Podle oktetového pravidla dokončí blokový prvek svůj nejvzdálenější orbital o a maximálně dva elektrony.

Podle oktetového pravidla prvku bloku p doplní svůj valenční obal o osm elektronů, protože orbital p obsahuje maximálně šest elektronů a prvek bloku p vždy obsahuje orbital s a elektrony jsou dva.

Takže podle oktetového pravidla jsou požadované elektrony pro Lewisovu strukturu HClO3 4*8 +2 = 34 elektronů. Ale dostupné valenční elektrony v Lewisově struktuře HClO3 jsou 26 elektronů. Takže nedostatek elektronů je 34-26 = 8 elektronů. Těchto 8 elektronů je akumulováno ve vazbách 8/2 = 4 mezi substituenty v Lewisově struktuře HC3.

Krok 4- Nyní v tomto kroku jsme spojili všechny atomy navzájem v Lewisově struktuře HClO3 požadovaným počtem vazeb. Cl je zde centrální atom, takže Cl je prezentován jako centrální poloha a poté přidá požadovaný počet vazeb pro spojení všech atomů. Tři atomy O jsou spojeny třemi jednoduchými vazbami s centrálním atomem Cl a jedna vazba se používá pro spojení jednoho H s jedním z atomů O.

Takže všechny čtyři vazby jsou správně použity a použity pouze pro tvorbu sigma vazby.

Krok 5- V posledním kroku bychom měli zkontrolovat, zda jsou všechny atomy v molekule splněny svým oktetem nebo ne. Abychom uspokojili jejich oktet, měli bychom přidat více vazeb a přiřadit k nim osamocené páry. K dokončení oktetu centrálního Cl bychom měli přidat dvě dvojné vazby mezi Cl a dva atomy. Nyní je nad atomem Cl přiřazen jeden osamocený pár.

Všechny tři atomy O tvoří dvě vazby, ať už jde o dvojnou vazbu s centrálním Cl nebo jednu vazbu s centrálním Cl a jednu vazbu s atomem H. Nyní jsou nad nimi přiřazeny čtyři osamělé dvojice.

2.    HClO3 tvar Lewisovy struktury

Geometrie HClO3 Lewisova struktura je téměř stejný kolem centrálních atomů Cl a O, ale tvary se liší v důsledku různých přítomných prostředí. Protože Cl je centrální atom, zaměřujeme tvar kolem centrálního atomu Cl v Lewisově struktuře HClO3. Tvar je pyramidální.

Tvar HClO3

O geometrii molekuly rozhoduje teorie VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) nebo přítomnost okolních elektronů. Nyní z teorie VSEPR můžeme říci, že pokud AX3 typ molekuly s osamoceným párem nad centrálním atomem je vždy přijat tetraedrickou geometrií.

Tetraedrální geometrie je ideální pro 8 elektronový systém, ale kvůli odpuzování osamělých párových vazeb se bude odchylovat od skutečného tvaru.

V Lewisově struktuře HClO3 jsou přítomny dvě dvojné vazby, víme, že dvojné vazby vyžadují více prostoru a jsou přítomny i osamocené páry. Kvůli zabránění odpuzování zaujímá pyramidální tvar kolem centrálního atomu Cl.

 Ale zde je v této molekule přítomen jiný tvar. Geometrie kolem atomů O s jednou vazbou se liší od centrálního atomu Cl. V atomu O s jednoduchou vazbou bude počet elektronů bude 8 a očekává se, že by měl přijmout tetraedrickou geometrii. Ale přijímá a ohnutý tvar jako molekula vody v důsledku odpuzování v okolním prostředí.

3.    Valenční elektrony HClO3

V Lewisově struktuře HClO3 jsou valenční elektrony přiváděny z jejích substituentů, jako jsou atomy Cl, O a H. Individuálně předpovězte valenční elektrony pro každý atom a sečtěte je, abyste získali celkové valenční elektrony pro Lewisovu strukturu HClO3.

Tam jsou atomy Cl, O a H přítomny jako substituenty v Lewisově struktuře HC3.

Skupina 17th prvek Cl má elektronickou konfiguraci [Ne] 3 s23p5. Je přítomen jako a Prvek VIIA v rodině halogenů. Z elektronové konfigurace tohoto prvku můžeme říci, že valenční orbital Cl je 3s a 3p. V příslušném orbitalu je přítomno celkem sedm elektronů. Těchto sedm elektronů jsou valenční elektrony, protože se nacházejí na valenčním orbitalu, tyto elektrony se účastní tvorby nebo darování vazby.

Nyní elektronická konfigurace skupiny 16th prvek O je [He]2s22p4. Je přítomen na prvku VIA a z elektronické konfigurace můžeme říci, že orbitaly 2s a 2p jsou valenční orbital nebo nejvzdálenější orbital pro O. takže elektrony přítomné v těchto orbitalech jsou valenčními elektrony pro O. Takže O má šest valenčních elektronů, protože dva elektrony jsou přítomny v orbitalu 2s a 4 elektrony jsou přítomny v orbitalu 2p.

Nyní pojďme pro H. je to první prvek v periodické tabulce a pozice jeho 1st skupina a 1st období.. Patří do skupiny IA a jeho elektronická konfigurace je 1s1. Takže orbital 1s je jeho valenčním orbitalem a pouze jeden elektron je valenčním elektronem pro H.

Celkové valenční elektrony pro Lewisovu strukturu HClO3 jsou tedy 7+(6*3)+1 = 26 elektronů.

4.    HClO3 Lewisovy struktury osamocené páry

V Lewisově struktuře HClO3 obsahují pouze atomy Cl a O pouze osamocený pár. Celkové osamocené páry Lewisovy struktury HClO3 jsou součtem osamocených párů jednotlivých atomů.

Abychom spočítali osamocený pár pro každý jednotlivý atom, měli bychom zkontrolovat elektronovou konfiguraci a valenční elektrony pro jednotlivce. Osamělé páry jsou jediným druhem valenčních elektronů, protože jsou přítomny ve valenčním obalu každého atomu, ale nepodílejí se na tvorbě vazby a existují jako pár elektronů nad příslušným atomem. Přispívá k pravidlu oktetu.

Z elektronové konfigurace Cl je zřejmé, že pro Cl je přítomno sedm elektronů jako valenční elektrony, nyní Cl vytvořil tři sigma vazby se třemi atomy O a dvě dvojné vazby se dvěma atomy O. Takže po vytvoření vícenásobné vazby zůstávají ve valenčním obalu pro Cl dva elektrony. Tyto dva elektrony existují jako osamocený pár pro Cl.

Pro tři atomy O tvoří dva atomy O dvojnou vazbu s Cl a jeden atom O tvoří jednu vazbu s Cl a jednu vazbu s H. takže tři O použily své dva elektrony k vytvoření vazby a víme, že O má šest valenčních elektronů, takže zbytek čtyř elektronů existuje jako dva páry osamělého páru nad třemi atomy O.

H má pouze jeden elektron, který se používá k vytvoření sigma vazby s jedním z atomů O. Takže H nemá žádný osamocený pár v Lewisově struktuře HClO3.

5.    HClO3 Lewisova struktura formální náboj

Vzhledem k přítomnosti různých elektronegativních atomů v HClO3 bychom měli zkontrolovat celkový náboj Lewisovy struktury HClO3. Tento proces se nazývá formální poplatek. Předpokládáme však, že všechny atomy mají stejnou elektronegativitu, takže v Lewisově struktuře HClO3 není žádný rozdíl v elektronegativitě.

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.

jsou přítomny tři různé substituenty Cl, O a H, takže formální náboj pro ně musíme vypočítat samostatně.

Formální náboj na atomech Cl je 7-2-(10/2) = 0

Formální náboj na atomech O je 6-4-(4/2) = 0

Formální náboj na atomu H je 1-0-(2/2) = 0

Z výše uvedeného výpočtu je tedy zřejmé, že každý atom v Lewisově struktuře HClO3 je neutrální. Rovněž se odráží, že Lewisova struktura HClO3 je také neutrální molekula.

6.      HClO3 pravidlo oktetu Lewisovy struktury

Každý prvek bloku s a p následuje pravidlo oktetu po vytvoření jakékoli vazby nebo jakékoli molekuly, aby získal stabilitu jako vzácné plyny. Snaží se získat elektronickou strukturu jako nejbližší vzácné plyny. Substituenty v Lewisově struktuře HClO3 jsou tvořeny blokovými prvky s a p a měly by dodržovat oktetové pravidlo.

Centrální Cl v Lewisově struktuře HClO3 je ze skupiny 17th prvek a má sedm valenčních elektronů. Je to ap blokový prvek, takže podle oktetového pravidla by měl svůj oktet doplnit doplněním valenčního obalu o osm elektronů. Tyto elektrony pocházejí z přijímání jiných nebo sdílení prostřednictvím vazby s jiným atomem.

Cl vytváří tři vazby se třemi atomy O tím, že sdílí tři ze svých elektronů a jeden ze tří každého atomu O. Nyní má šest elektronů ve svém valenčním orbitalu p a již dva elektrony, které jsou přítomné v orbitalu s, takže nyní může doplnit svůj oktet osmi elektrony. Takže v Lewisově struktuře HClO3 Cl může dokončit svůj oktet vytvořením tří-sigma vazeb se třemi atomy O a dokončením svého orbitálu p a s.

Nyní pro H má pouze jeden valenční elektron a je to blokový prvek, takže k dokončení svého oktetu potřebuje ještě jeden elektron. Takže, když H vytvoří vazbu s O, aby sdílela jeden elektron ze své strany a jeden ze strany O, pak může dokončit svůj oktet.

Pro atomy O jsou v Lewisově struktuře HClO3 přítomny dva typy atomů O. Dva atomy O jsou připojeny k centrálnímu atomu Cl dvojnou vazbou a jeden atom O je připojen jednoduchou vazbou. O atom má šest valenčních elektronů a použil dva elektrony pro dvojné vazby nebo dvě sigma vazby, takže O má dva elektrony vazebného páru ze své strany a dva elektrony z jiného místa, se kterým se spojí, a zbytek čtyř osamělých párů. Takže atomy O také doplňují svůj oktet sdílením vazby s jinými atomy v Lewisově struktuře HClO3.

7.    Úhel Lewisovy struktury HClO3

Vazebný úhel kolem centrálního atomu Cl v Lewisově struktuře HClO3 je menší než 1200. Ale úhel kolem atomů O s jednou vazbou je téměř 1040.

Úhel vazby HClO3

Z teorie VSEPR můžeme říci, že vazebný úhel pro pyramidální strukturu je téměř 1200. Ale vazebný úhel trigonální roviny je 1200. Ale vazebný úhel kolem centrálního atomu Cl je menší než 1200v důsledku rozsáhlého odpuzování dvojných vazeb - osamělých párů.

Díky minimalizaci tohoto odpudivého HClO3 Lewisova struktura do určité míry upraví svůj vazebný úhel a vazebný úhel se sníží. Pokud je přítomen jakýkoli odchylkový faktor, kterým je odpuzování osamělých párů nebo odpuzování vazebných párů, pak vazebný úhel molekuly vždy klesá, než je očekávaná hodnota.

Opět je zde pozorován další vazebný úhel mezi atomy Cl a H kolem atomu O s jednoduchou vazbou.

Skupina kolem atomů O s jednou vazbou je čtyřstěnná, takže se očekává, že úhel vazby bude 1090, ale jsou přítomny dva osamělé páry, takže dochází také k odpuzování. Aby se minimalizoval odpor zde také klesá úhel vazby a je kolem 1040.

8.    HClO3 Lewisova struktura rezonance

ClO3- místo HClO3 vykazuje jinou rezonanční strukturu a na bázi ClO3- rezonanční struktura kyselost HClO3 je závislá.

HClO3 rezonující struktury

Všechny čtyři jsou různé rezonanční struktury ClO3-. Struktura IV je nejvíce přispívající strukturou protože má největší stabilitu díky maximálnímu počtu kovalentní vazby a zápornému náboji je přítomen na elektronegativních atomech Cl.

Poté při snížení počtu kovalentních vazeb struktura III, pak II a nejméně přispívající jsou I.

Vzhledem k vyššímu počtu rezonujících struktur konjugované báze je Lewisova struktura HClO3 silnou kyselinou.

9.    HClO3 hybridizace

2p O a 3p nebo Cl se liší v energii, takže podléhají hybridizaci za vzniku nového hybridního orbitálu ekvivalentní energie. V Lewisově struktuře HClO3 je centrální Cl sp3 hybridizované.

Vzorec jsme použili k predikci hybridizace HClO3 Lewisova struktura 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=ne. kationtu, A=č. aniontu.

Hybridizace centrálních atomů Cl je tedy 1/2(5+3) = 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 bipyramidový7sp3d3/d3sp3             900, 720

                 

Z hybridizační tabulky je tedy zřejmé, že pokud je počet orbitalů účastnících se hybridizace 4, pak by centrální atom měl být sp3 hybridizované.

Pojďme pochopit hybridizaci centrálního Cl v HClO3 Lewisova struktura.

Hybridizace HClO3

Z krabicového diagramu je zřejmé, že při hybridizaci uvažujeme pouze sigma vazbu, nikoli násobné vazby.

10. rozpustnost HClO3

HClO3 je rozpustný v následujícím roztoku,

  • voda
  • CCl4
  • Ethanol
  • Benzen

11. Je HClO3 rozpustný ve vodě?

HClO3 je polární rozpouštědlo a voda je také polární, takže je rozpustná ve vodě (jako se rozpouští jako).

12. Je HClO3 elektrolyt?

Ano, HClO3 ve vodném roztoku rozpuštěný a ionizovaný v kationtu a aniontu a nese proud, takže je to elektrolyt.

13. Je HClO3 silný elektrolyt?

Ano, HClO3 je silný elektrolyt, protože disociace ve vodném roztoku poskytuje H+ iont, který velmi rychle migruje a nese větší proud, takže je to silný elektrolyt.

14. Je HClO3 kyselý nebo zásaditý?

HClO3 má kyselý atom vodíku, takže je kyselý.

15. Je HClO3 silná kyselina?

Díky přítomnosti více elektronegativních atomů k sobě přitahují hustotu elektronů sigma a uvolnění kyselého protonu je velmi snadné, takže je silně kyselý.

16. Je HClO3 polyprotická kyselina?

Ne, má pouze jeden proton, takže to není polyprotická kyselina.

17. Je HClO3 Lewisova kyselina?

Není zde žádné volné místo pro přijetí osamělého páru, takže HClO3 nemůže být Lewisova kyselina.

18. Je HClO3 kyselina Arrheniová?

Ano, může uvolnit H+ iont, jde tedy o kyselinu Arrheniovou.

19. Je silnější HClO3 nebo HIO3?

Cl má větší elektronegativitu než I, takže HClO3 je silnější kyselina než HIO3.

20. Je HClO3 silnější než HClO2?

HClO3 má více atomů O než HClO2, takže HClO3 je silnější než HClO2.

21. Je HClO3 binární kyselina?

Ne, je to ternární kyselina.

22. Je HClO3 polární nebo nepolární?

HClO3 je polární sloučenina, protože má díky své asymetrické struktuře výsledný dipólový moment.

23. Je HClO3 lineární?

Ne, HClO3 je pyramidální.

24. Je HClO3 paramagnetická nebo diamagnetická?

HClO3 je diamagnetické povahy kvůli absenci nepárových elektronů.

25. bod varu HClO3

Bod varu HClO3 je 190C.

26. Je HClO3 diprotický?

HC3 je monoprotická.

27. Je HClO3 iontový nebo kovalentní?

HClO3 je kovalentní.

28. Je HClO3 kationt?

Ne HClO3 není kation, ale H+ je jeho kationt.

29. Je HClO3 silnější než HCl?

Ne, HCl je silnější než HClO3.

30. Je HClO3 silnější než hclo4?

Ne, HClO4 je silnější než HClO3 kvůli vyššímu počtu přítomných atomů O.

31. HClO3 je silnější než HClO?

Ano, HClO3 je silnější než HOCl.

32. Je HClO3 oxokyselina?

Ano, HClO3 je oxokyselina Cl.

33. Je HClO3 vodný?

HClO3 je kapalný.

závěr

HClO3 Lewisova struktura je ternární sloučenina a jednosytná kyselina. je to velmi silná kyselina díky přítomnosti vyššího počtu atomů O. Je to příklad oxokyseliny halogenu, Cl.

Přejděte na začátek