Struktura N2H4 Lewis, vlastnosti: 23 rychlých faktů

by

V tomto článku „n2h4 Lewisova struktura“, různá fakta o hydrazinu jako kreslení Lewisovy struktury, výpočet formálního náboje, valenční elektrony, osamocené páry, polarita s některými relevantními tématy jsou stručně diskutovány.

N2H4or hydrazinu je anorganická bezbarvá a hořlavá kapalná sloučenina se zápachem podobným amoniaku. Má molární hmotnost 32.0452 g/mol a hustotu 1.021 g/cm3. Vzdálenost jednoduché vazby NN je 1.45 A0 mající pyramidální geometrii. Hydrazin je ve vodě rozpustná sloučenina. Je to polární sloučenina s trvalým dipólovým momentem.

Zdůrazněme následující fakta o hydrazinu (N2H4).

Jak nakreslit N2H4 Lewisova struktura?

Lewisova struktura je molekulární strukturní reprezentace ukazující osamocené páry nebo nevazebné elektrony kolem atomů.

  1. Určení valenčních elektronů:  Vzhledem k významné roli valenčního obalu je nejdůležitějším faktorem zjištění počtu valenčních elektronů. Jednotlivé atomy dusíku a vodíku mají ve svém valenčním obalu pět a jeden elektron.
  2. Zjištění vazebných elektronů: Dva atomy dusíku jsou navzájem vázány jednou jednoduchou vazbou a čtyři atomy vodíku jsou také připojeny dvěma atomy dusíku prostřednictvím čtyř sigma vazeb. Celkový počet vazebných elektronů je tedy (5×2) = 10
  3. Zjištění nevazebných elektronů: V hydrazinu obsahuje pouze dusík nevazebné elektrony nebo osamocený pár. Každý atom dusíku má dva nevazebné elektrony.
n2h4 Lewisova struktura
Lewisova struktura N2H4

N2H4 Lewisova struktura

Molekulární tvar lze určit pouze tehdy, je-li známa hybridizace centrálního atomu, protože hybridizace rozhoduje o geometrii jakékoli molekuly, jako je např.

Hybridizace centrálního atomuGeometrie
spLineární
sp2Planar
sp3Tetrahedrální
sp3dTrigonální bipyramidové (TBP)
sp3d2Osmistěn

Výše uvedená tabulka bude dodržena pouze v případě, že nebudou přítomny žádné odpudivé faktory. Odpuzování může být vytvořeno přítomností odpuzování osamělý pár-osamocený pár, osamělý pár-vazba a odpuzování pár-vazba-pár přítomných v molekule.

V hydrazinu je dusík centrální atom a oba dusík je sp3 hybridizované mající pár nevazebných elektronů v každém z dusíku. Podle výše uvedené tabulky obsahující hybridizaci a její odpovídající strukturu, strukturu nebo tvar N2H4 by měl být čtyřstěnný. Ale kvůli přítomnosti osamoceného páru dusíku, N2H4 čelí odpuzování osamělého páru-osamělého páru a osamělého páru-vazba, a proto je jeho molekulární tvar zkreslený od jeho geometrické nebo ideální struktury. Tvar hydrazinu je trigonální pyramida (struktura podobná amoniaku).

N2H4 Tvar 1
Tvar N2H4

N2H4 Lewisova struktura formální poplatek

V molekule se náboj v každém jednotlivém atomu nazývá formální náboj. Určení nejstabilnější Lewisovy struktury je jedním z významných využití výpočtu formálního náboje.

  • Formální náboj = Celkový počet valenčních elektronů – počet elektronů, které zůstávají nevázané – (počet elektronů zapojených do tvorby vazby/2)
  • Formální náboj každého atomu dusíku = 5 – 2 – (6/2) = 0
  • Formální náboj každého ze čtyř atomů vodíku = 1 – 0 – (2/2) = 0

Z formálního výpočtu náboje je zřejmé, že žádný ze základních atomů nenese v hydrazinu žádný náboj.

N2H4 Lewisův strukturní úhel

Hybridizace také určuje úhel mezi dvěma vazbami nebo úhel obsahující centrální atom a jeho dva substituční atomy v jakékoli molekule. Každý vazebný úhel je konstantní a odpovídá každé hybridizaci, pokud v této molekule není přítomno žádné odpuzování.

Jako N.2H4 je sp3 hybridizované molekuly, ideální vazebný úhel by měl být 109.50. Ale kvůli odpuzování, které zahrnuje osamocený pár a pár vazeb, se úhel vazby v hydrazinu mírně odchyluje od skutečného úhlu vazby. Úhel vazby ukazuje hodnotu mezi 1070- 109.50(úhel vazby amoniaku 1070) kvůli přítomnosti osamělého páru pár-vazba a odpuzování osamělého páru-osamělého páru, což snižuje úhel vazby od ideálního. Dochází tedy k této odchylce.

N2H4 Lewisovo pravidlo oktetu struktury

Oktetové pravidlo říká, že atomy získávají takovou elektronovou konfiguraci ve svém příslušném valenčním obalu sdílením (kovalentní sloučenina) nebo úplným přenosem (iontová sloučenina), která odpovídá jejich nejbližší elektronové konfiguraci vzácného plynu (úplná konfigurace obalu).

Hydrazin je takový typ molekuly, ve kterém se všechny atomy, které tvoří, řídí oktetem. Dusík má pět nejvíce vnějších elektronů obalu a když vytvoří vazbu s jedním atomem dusíku a dvěma atomy vodíku, získá ve svém valenčním obalu další tři elektrony. Počet elektronů v jeho valenčním obalu (5+3) = 8, což se elektronovou konfigurací podobá jeho nejbližšímu vzácnému plynu, neonu (2s2 2p6).

Vodík nenásleduje oktet, spíše následuje duplet, který má ve svém valenčním obalu dva elektrony. Poté, co má dva elektrony, odpovídá konfiguraci valenčního obalu elektronů helia (1s2), nejbližší vzácný plyn vodíku.

N2H4 Lewis Structure Osamocené páry

Osamělé páry jsou ty valenční elektrony, které jsou znázorněny kolem příslušných atomů jako elektronové tečky uvnitř Lewisova struktura a nepodílí se na tvorbě vazby.

  • Nevazebný elektron = Celkový počet valenčních elektronů – počet vázaných elektronů.
  • Nevazebné elektrony v každém ze dvou atomů dusíku = 5 – 3 = 2 nebo 1 pár osamoceného elektronu.
  • Nevazebné elektrony v každém ze čtyř atomů vodíku = 1 – 1 = 0

Proto celkový počet nevazebných elektronů = 2×2 = 4.

N2H4 Valenční elektrony

Valenční elektrony sídlí ve vnějším obalu jakéhokoli atomu a podílejí se na tvorbě vazby díky větší reaktivitě. Protože přitažlivost jádra je nejmenší ve vnějším obalu.

N2H4 se skládá ze dvou atomů dusíku a čtyř atomů vodíku. Dusík má elektronovou konfiguraci 1s2 2s2 2p3. Elektrony 2s a 2p jsou považovány za elektrony valenčního obalu. Počet elektronů nejvíce vnějších obalů v atomu dusíku je tedy 5. Vodík má jeden elektron na orbitálním 1s (1s1) a jsou to jeho valenční elektrony.

Proto celkový počet valenčních elektronů v hydrazinu = (2×2) + (1×4) = 8

je N2H4 elektrolytem?

Elektrolyty, které obsahují ionty, se rozpustí ve vodě a ve vodném roztoku disociují na dva opačně nabité ionty. Elektrolyty jsou v podstatě iontové sloučeniny.

N2H4 není elektrolyt protože je to kovalentní sloučenina. Nemůže být disociován na dva opačně nabité ionty.

je N2H4 iontové nebo kovalentní?

Základní rozdíl mezi iontovou a kovalentní sloučeninou je v tom, že valenční elektrony jsou zcela přeneseny z jednoho atomu na druhý atom v iontové sloučenině a jsou sdíleny mezi dvěma atomy v kovalentní sloučenině v závislosti na rozdílu elektronegativity.

N2H4 je kovalentní sloučenina, protože rozdíl elektronegativity mezi dusíkem a vodíkem není tak vysoký a oba jsou nekovové atomy. Valenční obalové elektrony každého ze základních atomů (dva dusíkové a čtyři vodíkové) jsou mezi nimi sdíleny, nejsou zcela přeneseny z valenčního obalu jednoho atomu s menší elektronegativitou do valenčního obalu jiného atomu s větší elektronegativitou jako jakákoli jiná iontová sloučenina.

Vazebné elektrony jsou posunuty směrem k dusíku kvůli větší elektronegativitě ve srovnání s vodíkem.

Proto N2H4 je kovalentní sloučenina se šesti sigma kovalentními vazbami.

je N2H4 polární nebo nepolární?

Přítomnost dipólového momentu činí molekulu polární a molekula s nulovým dipólovým momentem je považována za nepolární. Polarita závisí na rozdílu elektronegativity mezi atomy zapojenými do tvorby vazby a orientaci polárních vazeb. Molekula sice obsahuje polární vazby, ale někdy může být nepolární kvůli vzájemnému zrušení směru polárních vazeb.

N2H4 je polární molekula (u= 1.85 D), protože existuje rozdíl v elektronegativitě mezi dusíkem a vodíkem, díky čemuž jsou NH vazby polární. Struktura N2H4 je trigonální pyramida. Nemůže tedy dojít k vzájemnému zrušení polárních NH vazeb.

Proto N2H4 je polární molekula.

je N2H4 kyselina nebo zásada?

N2H4 je silná báze ještě silnější než NH3. Je to Lewisova báze, která může darovat nevazebné elektrony kyselině nebo jakémukoli atomu nebo molekule s nedostatkem elektronů. Dva osamocené páry dvou atomů dusíku činí z hydrazinu silnou zásadu než amoniak s jedním atomem dusíku.

Vodný roztok hydrazinu (64 % hmotn.) je vysoce alkalické povahy s pH = 12.75.

je N2H4 hydrid?

N2H4 je v podstatě pniktogen hydrid. Prvky skupiny 15 (N, P, As, Sb, Bi) jsou považovány za molekuly pniktogenu. Není to hydrid kovu jako NaH. Ale hydrazin je také velmi dobrý redukční činidlo jako všechny hydridy kovů.

Je hydrazin žíravý?

Hydrazin nebo N2H4 je vysoce toxická látka, pokud je použita v roztoku (NH2NH2. xH2O). Může způsobit různé komplikace v živém těle, jako je podráždění kůže a očí, nevolnost, zvracení, problémy s dýcháním, bolest hlavy, závratě, deprese, letargie a mnoho dalších. V důsledku nadměrného užívání hydrazonu může dojít k poškození orgánů, jako jsou ledviny, játra a centrální nervový systém (CNS).

Je hydrazin konjugovaná kyselina?

Je to konjugovaná báze hydraziniového iontu (N2H5+). Po odstranění jednoho atomu vodíku z N2H5+vzniká hydrazin. Díky své silné bázi může hydrazin snadno přijmout H+ iont a forma N2H5+. Jedná se tedy o konjugovanou bázi.

Má N2H4 rozpustit ve vodě?

Ano, N2H4 je ve vodě rozpustná kapalina. Je také rozpustný v ethanolu. N2H4 je polární sloučenina s permanentním dipólovým momentem. Proto jej může rozpustit polární protické rozpouštědlo.

Má N2H4 mají vodíkové vazby?

Ano, N2H4 má vodíkovou vazbu. Vodíková vazba může být dvou typů -

  1. Intramolekulární vodíková vazba (H-vazba mezi atomy stejné molekuly).
  2. Mezimolekulární vodíková vazba (H-vazba mezi dvěma molekulami).

Vodíková vazba se tvoří mezi vysoce elektronegativními atomy a atomy vodíku připojenými elektronegativním atomem nebo polární skupinou.

Hospoda2H4dusík je elektronegativní atom a účastní se intermolekulární vodíkové vazby (dusík z jedné molekuly hydrazinu s vodíkem jiné molekuly hydrazinu) s atomem vodíku.

je N2H4 stabilní?

Ne, hydrazin je nestabilní sloučenina. Má dva atomy dusíku se dvěma osamělými páry, které čelí vzájemnému odpuzování. Protože dusík je malý atom a odpuzování je větší v případě dusíku s ohledem na ostatní atomy skupiny 15 atomů. Tedy vazba NN v N2H4 zeslábne a hydrazin se stane nestabilní sloučeninou.

Proč investovat do čističky vzduchu?

N2H4 je trigonální pyramidální sloučenina s vazebným úhlem menším než 109.50. Díky své polární povaze a kovalentní sloučenině se rozpouští ve vodě. Nadměrné používání hydrazinu může způsobit ohrožení živého těla kvůli jeho vysoké toxicitě.

Také čtení: