OH-iont je dvouatomový anion známý jako hydroxidový iont. Má základní povahu. Je také známá jako hydroxylová skupina, přičemž určuje funkční skupinu jakékoli struktury.
Hydroxidový (OH-) iont se přirozeně vyskytuje ve vodě. Je to v podstatě elektricky neutrální molekula. Může se sám ionizovat a získat ionty H+ (kationty), které jsou hlavní složkou při tvorbě kyselin. Tento ion může produkovat soli, z nichž některé mohou disociovat ve vodných roztocích. Zde se v tomto úvodníku učíme o OH- Lewisova struktura a její podrobná fakta.
Jak nakreslit Lewisovu strukturu pro OH-?
Níže jsou uvedené body nakreslete Lewisovu strukturu jakékoli molekuly:
- Počítání celkových valenčních elektronů dostupných na struktuře.
- Centrální pozici zaujímá prvek s nejnižší elektronegativitou.
- Proveďte spojení spojů v rámci všech prvků přítomných ve struktuře.
Chemický vzorec pro hydroxidový iont je OH-.
Molekulová hmotnost OH- je 17.007 g mol-1.
Molekulární geometrie OH- je lineárního tvaru.
OH- má sp hybridizaci.
OH- je polární povahy.
V OH- iontu jsou zahrnuty pouze dva prvky, tj. je dvouatomový obsahující jeden atom kyslíku a jeden atom vodíku. Mezi atomy O a H je jednoduchá kovalentní vazba. Atom kyslíku nesoucí na sobě náboj -1, který ukazuje obecně celý náboj na OH- iontu. V OH- Lewisovy struktury jsou osamocené elektronové páry přítomný na atomu O.
- Počítání celkových valenčních elektronů dostupných na OH- iontové struktuře.
Nyní vypočítáme celkový počet valenčních elektronů přítomných na hydroxidovém (OH-) iontu. OH- iont má pouze dva prvky atom vodíku a atom kyslíku. Atom vodíku patří k 1st skupina periodické tabulky a atom kyslíku patří do 16th skupina periodické tabulky. Proto atom vodíku obsahuje jeden valenční elektron a atom kyslíku obsahuje šest valenčních elektronů.
Také při výpočtu valenčních elektronů OH- iontu musíme přidat jeden elektron navíc pro záporný (-) náboj na OH- skupině.
Proto valenční elektrony atomu kyslíku = 6 x 1 (O) = 6
Valenční elektrony atomu vodíku = 1 x 1 (H) = 1
Přidejte ještě jeden elektron pro záporný náboj přítomný na OH-
OH- iont má tedy celkový počet valenčních elektronů = 6 (O) + 1 (H) + 1 (-) = 8
Takže OH- Lewisova struktura má celkem osm valenčních elektronů.
Nyní, protože máme celkem 8 valenčních elektronů na OH- Lewisova struktura, takže musíme vypočítat celkový počet elektronových párů. Abychom to dostali, musíme to vydělit 2.
Celkové elektronové páry = celkový počet valenčních elektronů na OH- iontu / 2 = 8 / 2 = 4
Musíme tedy sečíst čtyři elektronové páry.
- Centrální pozici zaujímá prvek s nejnižší elektronegativitou.
Tento bod se nepoužije v případě OH- Lewisova struktura protože má pouze dva atomy a ty nemohou zaujmout centrální pozici struktury. Dokonce i centrální atom by měl být spojen s alespoň dvěma dalšími atomy a v atomu kyslíku a vodíku je přítomna pouze jednoduchá vazba.
Takže můžeme umístit atom kyslíku a vodíku vedle sebe v OH- Lewisova struktura.
- Proveďte spojení spojů v rámci všech prvků přítomných ve struktuře.
Nyní musíme vytvořit spojení mezi dvěma prvky přítomnými v OH-lewisově struktuře vytvořením vazby mezi nimi, jak je znázorněno na následujícím obrázku.
OH- pravidlo oktetu Lewisovy struktury
Ve výše uvedené OH-lewisově struktuře již vytváříme jednoduchou kovalentní vazbu mezi atomem O a H. Do vazby mezi atomem O a H se tedy zapojí dva valenční elektrony z celkových osmi valenčních elektronů. Nyní nám zbývá pouze šest valenčních elektronů pro distribuci elektronů k dokončení oktetu atomu O.
Jak již víme, atom vodíku má schopnost mít ve svém valenčním obalu pouze dva elektrony. Takže atom vodíku již naplnil svůj valenční orbital dvěma vazebnými elektrony OH jednoduché kovalentní vazby, protože jednoduchá vazba se skládá ze dvou valenčních elektronů.
Nyní musíme rozmístit všech zbývajících šest valenčních elektronů, tj. tři elektronové páry pouze s atomem kyslíku. Dostaneme tedy následující strukturu.
Z výše uvedené struktury můžeme vidět, že atom vodíku má dva vazebné elektrony, což znamená, že jeho valence je splněna, a atom kyslíku má celkem osm elektronů, což znamená, že má úplný oktet se třemi osamocenými páry a jedním elektrony vazebného páru.
OH- Lewisova struktura formálních poplatků
Jakákoli Lewisova struktura je stabilnější, pokud má na sobě malý formální náboj. Pro výpočet formálního náboje na jakékoli molekule nebo struktuře existuje následující vzorec:
Formální náboj = (valenční elektrony – nevazebné elektrony – ½ vazebných elektronů)
Nyní musíme vypočítat formální náboj hydroxidového iontu, tj. OH-lewisovu strukturu. Nejprve tedy spočítejme formální náboj na atomu vodíku.
Atom vodíku: Valenční elektrony na atomu vodíku = 01
Nevazebné elektrony na atomu vodíku = 00
Vazebné elektrony s atomem vodíku =02
Formální náboj na atomu vodíku = (1 – 20 – 2/2) = 00
Atom vodíku má tedy nulový formální náboj.
Atom kyslíku:Valenční elektron na atomu kyslíku = 06
Nevazebný elektronový pár na atomu kyslíku = 06
Vazebné elektrony na atomu kyslíku =2
Formální náboj na kyslíku = (06 – 06 – 2/2) = -1
Atom kyslíku iontu OH- má tedy formální náboj -1
Takže v OH-lewisově struktuře má vodík nulový formální náboj a kyslík má -1 formální náboj.
OH- Lewisova struktura osamocené páry
Jak vidíme ve výše uvedené struktuře, mezi atomy vodíku a kyslíku je jedna vazba obsahující dva valenční elektrony, tj. stávají se vazebným párem. Zbývající elektronové páry, které pak přejdou na atomy kyslíku, aby dokončily svůj oktet. Protože atom vodíku má ve svém vazebném páru dva elektrony a jeho valenční obal je vyplněn, protože nemůže přijmout více než dva elektrony.
Takže všechny zbývající tři elektronové páry přejdou na atom kyslíku. Atom kyslíku OH-lewisovy struktury má tedy celkem tři osamocené elektronové páry.
OH- tvar Lewisovy struktury
Žádný Lewisova struktura lze určit pomocí reprezentací teorie VSEPR, pokud jakýkoli molekulární diagram obsahuje více než dva atomy. Zde se v OH-lewisově struktuře podílejí dva prvky, tj. kyslík a vodík. OH- ionty se řídí obecným vzorcem AXE teorie VSEPR.
Takže podle teorie VSEPR geometrie iontů OH- vykazuje lineární tvar. V OH-lewisově struktuře je jak valenční obal atomů O, tak H naplněn dostatečným množstvím elektronů podle své kapacity. Vodík má dva elektrony a atom kyslíku má šest elektronů, ale pokud počítáme páry vazeb s atomem O, tak má úplný oktet s osmi elektrony. Po navázání tedy na atomu O zůstanou tři osamocené elektrony.
Takže neexistuje žádné odpuzování mezi žádným vazebným párem a osamělým párem elektronů v OH- Lewisova struktura v důsledku přítomnosti jednoduché kovalentní vazby mezi atomy O a H. Proto má OH-lewisova struktura lineární tvar.
OH- Hybridizace
Až dosud jsme diskutovali o OH- Lewisova struktura vazba, osamocené páry, molekulární geometrie, tvar a formální náboje. Nyní pojďme diskutovat o jeho hybridizaci.
Podíváme-li se na OH-lewisovu strukturu, o které jsme dosud hovořili, můžeme vidět, že není přítomna žádná dvojná nebo trojná vazba, takže v OH-iontu není žádná pí-vazba. Má pouze jednu jednoduchou kovalentní vazbu v atomech H a O, tj. přítomnost pouze sigma (σ) vazby v ní a na jednom atomu kyslíku jsou přítomny tři volné elektronové páry.
Jakákoli hybridizace struktury nebo molekul závisí na jejím sterickém počtu centrálního atomu. Hybridizace OH- závisí na sterickém čísle atomů O a H, protože není přítomen žádný centrální atom.
Sterické číslo je součtem celkového počtu. vázaných atomů spojených s centrálním prvkem a jeho osamoceným elektronovým párem na něm přítomným.
Sterické číslo OH- = (počet vázaných prvků nebo atomů připojených k centrálnímu prvku + centrálnímu atomu s osamoceným párem elektronů)
Protože v OH-lewisově struktuře není žádný střední prvek, je zde pouze jeden vázaný atom a jsou přítomny tři osamocené elektronové páry.
Stérické číslo pro iont OH- = 1 (vázaný atom H) + 3 (osamocený pár elektronů O)
Proto atom kyslíku vykazuje sp3 hybridizace v OH- Lewisově struktuře. Ale pokud vidíme tvar OH- iontu, který má lineární tvar, měl by mít sp hybridizaci podle svého tvaru. Hybridizace OH-iontu v zásadě závisí na molekulách k němu připojených, např. CH3-OH, H-OH atd.
Znamená to, že pokud je geometrie struktury nebo molekuly lineární, pak je OH- sp hybridizován, pokud trigonální rovinný, pak je hybridizován sp2, pokud je tetraedrický, pak je hybridizován sp3, a tak dále závisí na molekule obsahující OH- ion.
OH- rezonance Lewisovy struktury
Rezonanční struktura jakékoli molekuly ukazuje variaci distribuce elektronů ve stejné molekule. Existují některá pravidla pro kreslení rezonanční struktury jakékoli molekuly, která spočívá v tom, že molekula by měla ve své struktuře obsahovat vícenásobné vazby, jako jsou dvojné nebo trojné vazby, a také spojené atomy mají alespoň jeden elektronový osamocený pár. Pokud molekula splnila všechny tyto podmínky, pak má možnou rezonanční strukturu.
V případě OH-lewisovy struktury obsahuje atom kyslíku tři osamocené páry s jedním záporným nábojem a spojené s vodíkem jednoduchou kovalentní vazbou, což ukazuje na stabilnější formu OH-lewisovy struktury. Ale obecně při psaní chemického vzorce pro hydroxidový iont se záporný náboj zobrazí na celé molekule.
Záporný náboj na atomu kyslíku je způsoben dokončením oktetu (přítomnost osmi) elektronů. OH- iont tedy nevykazuje žádnou typickou rezonanční strukturu, protože neexistuje žádná vícenásobná vazba a nedodržuje pravidla rezonanční struktury. Ale můžeme nakreslit srovnávací strukturu, abychom ukázali transformaci náboje.
OH- polární nebo nepolární
Nyní se dozvíme o nepolární / polární povaze OH- iontu. Elektronegativita atomu kyslíku je 3.44 a elektronegativita atomu vodíku je 2.2. je obrovský rozdíl v elektronegativitě molekul kyslíku a vodíku.
Když mluvíme o polaritě OH- iontu, OH- iont vykazuje polární povahu většinou, pokud je přítomen v jakékoli molekule. Pokud vidíme příklad methanolu a vody, ve kterých jsou OH- ionty přítomny v její struktuře. V methanolu i vodě vykazuje polární povahu, protože atom kyslíku je elektronegativnější než atom vodíku.
Kvůli větší elektronegativitě atomu O se tedy sdílené elektrony hromadí na atomu O, což má za následek vytvoření částečného záporného náboje na atomu O a částečného kladného náboje na atomu H. Znamená to, že celá elektronová hustota se přitahuje atomem O k sobě a polarita vzniká na vazbě OH.
Tedy OH- iont resp Lewisova struktura ukazuje polární povahu.
OH- úhel vazby Lewisovy struktury
Jak jsme již dříve hovořili o tvar a hybridizace OH- Lewisovy struktury. Hybridizace a tvar OH-iontu závisí na povaze sloučeniny nebo molekuly, ve které je OH-iont přítomen.
Podle výše uvedeného tvaru je OH-ion v podstatě lineární. Úhel jeho vazby by tedy měl být téměř 180 stupňů. Vazebný úhel Oh-iontu však ve skutečnosti závisí na struktuře a orientaci té konkrétní molekuly, ve které je OH-iont přítomen.
OH- Lewisova struktura elektronová geometrie
Elektronová geometrie OH- iontu ukazuje na přítomnost osmi elektronů v něm. Všech osm elektronů je obklopeno atomem kyslíku znamená, že celá hustota elektronů pokrývá atom kyslíku. Osm valenčních elektronů to znamená čtyři elektronové páry. V OH-iontu jsou tedy čtyři elektronové hustoty obklopující atom O.
Takže uvažujeme čtyřstěnný tvar pro elektronovou geometrii OH- iontu. Stále však záleží na elektronové geometrii molekuly, ve které je OH- přítomen.
OH- Použití
- Louh sodný ve formě hydroxidu sodného se používá v papírenském a celulózovém průmyslu, textilním průmyslu, pitné vodě, mýdlových kostkách a detergentech a jako čistič septiků a umyvadel.
- V palivových článcích se používají hydroxidy.
- Hydroxidové ionty se používají v dezinfekčních prostředcích.
- V zemědělství se používá hydroxid draselný.
- Limonit a goethit, což jsou hnědá železná ruda nízké kvality, se vyrábí použitím hydroxidů železa.
- Hydroxidy se používají jako konzervační látky k ochraně potravin před různými bakteriemi a plísněmi.
- Při extrakci se používá hydroxid hlinitý.
- Hydroxidy hliníku se používají v bauxitu hliníkové rudy.
Také čtení:
- Ibr3 Lewisova struktura
- Nabr Lewisova struktura
- Lewisova struktura Pf3cl2
- Lewisova struktura 3. února
- Lewisova struktura Nh2o
- Sco Lewisova struktura
- Sof4 Lewisova struktura
- Lewisova struktura Brcl3
- Lewisova struktura Bbr3
- Lewisova struktura kyseliny dusičné
Ahoj všichni, jsem Dr. Shruti M Ramteke, udělal jsem Ph.D. v chemii. Baví mě psát a ráda se o své znalosti podělím s ostatními. Neváhejte mě kontaktovat na linkedin
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!