Lewisova struktura N2: Kresby, Hybridizace, Tvar, Náboje, Páry

V tomto článku se budeme zabývat n2 Lewisovou strukturou a diskutovat o dalších strukturálních aspektech zamýšlené molekuly, jako je hybridizace, formální náboje, tvar a použití.

Dusík je dvouatomový bezbarvý plyn, který zaujímá 78 % objemu zemské atmosféry o molekulové hmotnosti 28 g/mol. Dusík existuje jako N₂ (Dinitrogen), který má tři vazby mezi dvěma atomy dusíku a řadí se jako třetí nejvíce elektronegativní nekov po fluoru a kyslíku.

Jak kreslit n2 Lewisova struktura?

Před psaním Lewisovy struktury jakékoli molekuly musíme mít na paměti výše uvedená pravidla.

1. Počet valenčních elektronů 
2. Na základě elektronegativity rozhodněte, který atom bude zaujímat centrální pozici.
3. V chemickém světě je nevyřčeným pravidlem, že každý atom je nejprve sigma dárcem; teprve potom může přispívat dále. Proto vždy vytvořte jednoduchou vazbu mezi daným atomem a pak přejděte na dvojnou nebo trojnou vazbu.
4. Po uspořádání sdílených elektronů mezi atomy vždy zkontrolujte, zda je dosaženo cíle stabilní konfigurace či nikoli. Obecně platí, že ve výsledné molekule má každý atom po sdílení elektronů ve svém vnějším obalu 8 elektronů, což ukazuje na stabilitu.

Při dodržení všech výše zmíněných pravidel pojďme nakreslete N₂ Lewisova struktura krok za krokem;

• Dusík patří do 2. periody a 15. rodiny v periodické tabulce a má elektronickou konfiguraci [He] 2s²2p3. Obsahuje pět valenčních elektronů.

            Žádné valenční elektrony v případě N ( Z=7) = 5

• protože se jedná o zapojení stejných atomů, a proto není třeba brát v úvahu parametry elektronegativity.

• Poslední krok zahrnuje uspořádání sdílených elektronů tak, že po obou atomech musí mít po sdílení stabilní konfiguraci. Nyní nakreslíme N2 Lewisova struktura:

N₂ Lewisova struktura osamělé páry

Osamělé páry jsou ty elektrony, které se neúčastní vazby během tvorby vazby nebo také známé jako nevazebné elektrony. S pomocí Lewisova strukturalze snadno předpovědět, kolik osamocených párů může mít konkrétní atom po navázání. Stejně tak N2 Lewisova struktura indikovala přítomnost dvou osamocených párů (jeden pro každý atom dusíku).

N₂ pravidlo oktetu Lewisovy struktury

N₂ je prvním členem 15. skupiny tzn. Prvek 2. skupiny, který má v nejvzdálenějších orbitalech celkem 5 elektronů. Po vytvoření trojné vazby podle N2 Lewisova struktura, každý atom dusíku má ve svých orbitalech 8 elektronů, což ukazuje na stabilní elektronovou konfiguraci. Podle oktetového pravidla je hlavním účelem lepení stát se stabilnější.

Po překrytí atomů tedy musí mít ve svých obalech 8 elektronů, aby dosáhly stabilní konfigurace. Vzhledem k tomu, v N2 Lewisova struktura, každý atom splnil podmínku 8 elektronů. Proto se řídí pravidlem oktetu.

Dalším aspektem Lewisova struktura je, že lze snadno předpovědět při pohledu na Lewisovu strukturu N2, kolik elektronů přispěl každý dusík. Každý atom má 5 elektronů jednotlivě a každý z nich přispívá 3 elektrony k vytvoření stabilní konfigurace.

Valenční elektrony N2

Dalším aspektem Lewisovy struktury je to, že lze snadno předpovědět pohledem na Lewisovu strukturu N2, kolik elektronů přispěl každý dusík. Každý atom má jednotlivě 5 elektronů a každý z nich přispívá 3 elektrony k vytvoření stabilní konfigurace.

N₂ Lewisova struktura formální poplatek

 Formální náboj označuje celkový náboj nesený molekulou a lze jej vypočítat pro jakoukoli molekulu pomocí výše uvedeného vzorce:

Formální náboje = [valenční elektrony – nevázané elektrony – ½ vázaných elektronů]

N (Z= 7) = [He] 2s²2p³  tj. každé číslo valenčních elektronů = 5

Počet nespojených elektronů = 2

Vázané elektrony = 6

FC = 5 – 2 – 6/2 = 0

Formální náboj na didusíku je tedy nulový

N₂ hybridizace

Podívejme se, jak N₂ se tvoří?

Výše uvedený diagram popisující všechny kroky pro vytvoření N₂

Jak je ukázáno v posledním kroku, pouze jeden S a One p orbitaly se účastní překrývání, a proto N₂  má sp hybridizaci, zatímco jiné nehybridizované p orbitaly se mohou navzájem překrývat a vytvářet pí vazby, jak víme, v N jsou přítomny tři vazby₂ struktura.

N₂ úhel Lewisovy struktury

Jak je diskutováno v části hybridizace N₂zahrnuje hybridizaci typu SP. Proto má podle teorie VSPER lineární strukturu s úhlem kolem 180^o. Výše uvedený diagram ilustruje tvar sp hybridizované struktury .

N₂ použití

Často kladené otázky

Co je to cyklus dusíku?

Vzhledem k množství dusíku ve vnější atmosféře dochází k nepřetržité výměně prvků dusíku mezi atmosférou a biosférou, která je známá jako cyklus dusíku.

Jaká je laboratorní příprava dusíku?

Obecně se na dvě amonné soli, jako je NH4Cl, působí vodným roztokem za vzniku didusíku.

Jak se má N₂ izolovaný od vzduchu?

K oddělení dusíku ze vzduchu se používá frakční destilace, protože dusík i kyslík jsou hlavními složkami vzduchu a mají různé teploty varu. Dusík má bod varu kolem 77.2 K. Naproti tomu; kyslík má kolem 90 K . Při zahřívání atmosférického vzduchu se dusík, díky svému poměrně nižšímu bodu varu, destiluje jako první než kyslík. Nicméně, didusík vždy obsahuje nějaké stopy plynových nečistot.

Uveďte názvy izotopů N₂

Pak₂ má dva stabilní izotopy,  ¹⁴N a ¹⁵N.

Jaké jsou různé názvy oxidů dusíku?

Dusík reaguje s kyslíkem za různých podmínek za vzniku počtu binárních oxidů. Některé z nich jsou oxid dusný (N₂O), oxid dusnatý (NO), oxid dusičitý (NO₂), oxid dusný (N₂O₃) a oxid dusný (N₂O₅).

 Co myslíš tím katenací?

Síťování odkazuje na vlastnost prvku, který může být schopen sám vytvořit vazbu. Například dusík tvoří vazbu s dusíkem v N₂. Tato vlastnost se nazývá katenace.

Jaké jsou běžné oxidační stavy dusíku?

Dusík může vykazovat jak negativní, tak pozitivní oxidační stavy jako u nitridů jako je MgN₃ N₂ vykazovaly oxidační stav -3 a oxidační stav +3 v NCI₃. Nejvyšší oxidační stav dusíku je +5.

 Jak získat čistý dusík?

Obecně je plynný dusík získaný frakční destilací nečistý a obsahuje také stopy kyslíku. Aby se získal čistý plynný dusík, podrobí se azid sodný (NaN3). tepelný rozklad při vysokých teplotách.

Proč je N₂  nereaktivní při pokojové teplotě?

To je způsobeno přítomností trojné vazby, která činí dusík inertním plynem, protože má vysokou disociační energii vazby kolem 941.4 KJ/mol. 

Proč se dusík nepodílí na dýchání a dalších biologických procesech jako O2?

Dusík je inertní a nereaguje. Proto se neúčastní. Navíc kvůli své nereaktivní povaze nepodporuje procesy jako spalování.

Jak dusík reaguje s lakmusovým papírkem?

 Dusík je neutrální povahy, a proto nereaguje s lakmusovým papírkem.

Co je fixace dusíku?

Atmosférický dusík nemohou rostliny přímo využívat, musí se rozbít na užitečnější formy, jako je amoniak, a proces, kterým se přeměňuje na užitečnější sloučeniny, se nazývá fixace dusíku.

Co rozumíte pod pojmem umělá fixace dusíku?

Pokud proces fixace dusíku probíhá v umělém prostředí za nastavení vhodných chemických podmínek, nazýváme tento jev umělou fixací dusíku. Nejlepším příkladem této metody je Haberův proces.

Proč dusík nemůže tvořit pentahalidy?

 Dusík může vykazovat oxidační stav +5, ale přesto nemůže tvořit pentahalidy kvůli absenci orbitalů d v jeho nejvzdálenějším obalu.

Jak dusík reaguje s kovy?

Dusík se spojuje s kovem za vzniku nitridů, jak je znázorněno níže:

Jakou zvláštní vlastnost vykazují oxidy dusíku?

V 15^thpouze dusík je jediný, který může tvořit pπ-pπ násobné vazby, zatímco ostatní členové rodiny nemohou vytvořit takové vazby ve svých oxidových strukturách.

Co se stane, když N₂ reaguje s molekulárním kyslíkem?

 Když dusík reaguje s O₂ vede k tvorbě oxidu dusnatého (NO) za přítomnosti vysoké teploty kolem 2000 K.

Také čtení:

• Hocn Lewisova struktura
• Struktura Xebr2 Lewis
• Hio3 Lewisova struktura
• Struktura Nacl Lewis
• Acetonová Lewisova struktura
• Struktura bratra Lewise
• Lewisova struktura Xeo2f2
• Lewisova struktura Nh2
• Lewisova struktura Gah3
• Hgbr2 Lewisova struktura

Pomila Sharma

Ahoj… Já jsem Pomila Sharma. Vystudoval jsem chemii se specializací na syntetickou organickou chemii. Publikoval jsem 4 výzkumné články. Velmi mě baví svět chemie. Věřím, že je to všechno o chemii, takže to pojďme společně prozkoumat.