PH4+ Lewis Struktura a vlastnosti: 17 úplných faktů

PH₄⁺ je hydrid P s molární hmotností 35.006 g/mol, je kationtový pro pentahydrát fosforu. Pojďme se na to podívat více v tomto článku.

Centrální atom P v PH₄⁺ je sp³ hybridizované s čtyřstěnným tvarem. Díky tomuto zvláštnímu tvaru je vazebný úhel molekuly 109⁰. P je v této molekule kationhydrátu v oxidačním stavu -3. Kladný náboj leží nad atomem P pouze proto, že zde není spokojen se svou pětimocnou silou.

PH₄⁺ je disproporční forma PH₃ a PH₅. Oxidační stav je v této molekule střední než u ostatních dvou sloučenin. Pojďme diskutovat o některých důležitých tématech jako PH4+ Lewisova struktura, hybridizace, vazebný úhel a valenční elektrony s náležitým vysvětlením v následujícím článku.

1. Jak nakreslit PH₄⁺ Lewisova struktura

Lewisova struktura PH₄⁺ nám může poskytnout jasnou představu o molekulární vlastnosti PH₄⁺. Zkusme nakreslit Lewisova struktura PH4+ v různých následujících krocích.

Počítání valenčních elektronů

Počítání valenčních elektronů pro molekulu je prvním krokem ke správnému nakreslení její Lewisovy struktury. Zde je celkový počet valenčních elektronů 8. Nyní můžeme tyto valenční elektrony vysvětlit tak, že sečteme valenční elektrony P jako 5 a pro čtyři atomy H jako 1 každý, a 1 bude odečteno pro přítomný kladný náboj.

Výběr centrálního atomu

Výběr centrálního atomu pro kreslení Lewisova struktura je dalším důležitým krokem. Zde je P vybrán jako centrální atom ze dvou důvodů. Prvním důvodem je, že velikost P je větší než H, takže může akumulovat všechny atomy kolem sebe, a druhým důvodem je, že P je elektropozitivnější než H.

Uspokojení oktetu

Vždy by se mělo při kreslení Lewisovy struktury zkontrolovat, že každý atom by se měl řídit oktetovým pravidlem tím, že dokončí svůj valenční orbital buď přijímáním nebo sdílením elektronů od ostatních. Takže zde P má čtyři elektrony díky kladnému náboji a sdílí čtyři elektrony a H sdílí jeden elektron.

Uspokojení valence

Poslechnout oktet celkových elektronů potřebných pro PH₄⁺ jsou 8+(4*2)=16, ale celkový počet valenčních elektronů je 8, takže abychom uspokojili valenci každého atomu, měli bychom přidat ½(16-8)=4 vazby, ale P je pětimocný, takže přes něj je přítomen jeden kladný náboj a monovalence každého atomu H je také splněna sdílením jedné vazby s centrálním P.

Přiřaďte osamělé dvojice

V posledním kroku přiřadíme nevázané elektrony příslušným atomům. Tyto elektrony přicházejí jako poslední po uspokojení oktetu i valence. P má pět valenčních elektronů a díky kladnému náboji má nyní čtyři elektrony a všechny elektrony jsou vázané. Nejsou tedy pozorovány žádné osamocené páry.

2. Tvar PH4+ Lewisovy struktury

Lewisova struktura tvar je velmi specifický pro tu molekulu, která má stejné prostředí. Nyní se pokusíme dozvědět o tvaru PH₄⁺ v následující části.

Tvar PH₄⁺ je čtyřstěnný podle následující tabulky.

PH₄⁺ má podobnou geometrii jako PH3 jako čtyřstěn. Protože PH3 a PH₄⁺ mají stejné prostředí, protože obě jsou tetra-koordinované molekuly. Pro PH3 má jeden osamocený pár a pro PH₄⁺ má jeden pár vazeb navíc místo osamělých párů. Tato geometrie je potvrzena podle teorie VSEPR.                                                                                                                                                     

3. Valenční elektrony PH4+

Pomocí valenčních elektronů může každý atom vytvořit stabilní vazbu s jiným a také valence bude opodstatněná. Vypočítejme celkové valenční elektrony pro PH₄⁺.

Celkové valenční elektrony PH₄⁺ je 8, protože 5 elektronů pochází z P a pro každý H je 1, takže pro 4 atomy H jsou čísla 4 a kvůli přítomnosti jednoho kladného náboje bude jeden odečten z celkové hodnoty. Takže valenční elektrony PH₄⁺ jsou součtem každého atomu.

• Vypočítejme celkové valenční elektrony pro systém samostatně.
• Valenčních elektronů pro centrální P je 5
• Valenční elektrony pro okolní atom H je 1
• Kvůli jednomu kladnému náboji je dedukce elektronů 1
• Takže celkové valenční elektrony pro PH4+ jsou 5+(1*4)+1=8

4. Pravidlo oktetu PH4+ Lewisovy struktury

Aby uspokojily valenci každého atomu, poslechnou oktet po vytvoření vazby dokončením svého valenčního orbitalu. Nyní diskutujte o oktetu o PH₄⁺ podrobně.

P a H oba dokončili oktet v PH₄⁺ sdílením bondingu. Stabilní valence P je 5 potvrzena z jeho elektronické konfigurace [Ne]3s²3p³. Může tedy vytvořit stabilních 5 vazeb, ale zde tvoří pouze čtyři vazby a z tohoto důvodu se na ní objeví kladný náboj, který uspokojí její oktet. H také vytvořil jednoduchou vazbu.

K dodržení oktetu pro atom p blok P a s blok H bude celková potřeba elektronů 8+(4*2) =16. Ale valenčních elektronů je 8, takže zbývající elektrony se hromadí o 8/2 = 4 vazby, aby uspokojily svou valenci. P je pětimocný, který je splněn čtyřmi vazbami a kladným nábojem k dokončení oktetu.

5. PH4+ Lewisova struktura osamocených párů

Osamělé páry jsou ty valenční elektrony, které se neúčastní tvorby vazby, jsou to nevázané elektrony. Spočítejme osamocené páry PH₄⁺.

PH4+ nad sebou nemá žádné osamocené páry. Protože všechny valenční elektrony PH₄⁺ které pochází z P a H se podílejí na tvorbě vazby. I P je kladně nabitý, což znamená, že ve svém valenčním obalu postrádá valenční elektrony. H má pouze jeden elektron, takže pro osamělé páry není šance.

• Osamocené páry se počítají podle následujícího vzorce, nevázané elektrony = valenční elektrony – vazebné elektrony.
• Osamělý pár nad P je, 4-4 = 0 (protože P nese kladný náboj)
• Osamělé páry nad H je, 1-1 = 0
• Takže celkový počet osamělých párů PH4+ je nula.

6. PH₄⁺ úhel Lewisovy struktury

Vazebný úhel je úhel, který tvoří atomy přítomné v molekule pro správnou orientaci a tvar. Nyní vypočítejte vazebný úhel PH₄⁺ v další části.

Vazebný úhel PH₄⁺ je 109.5⁰ protože je to čtyřstěnná molekula. Velikost P je velmi velká než H, takže může akumulovat čtyři H v tetraedrické části bez jakéhokoli sterického odpuzování. Také nad centrálním P nejsou přítomny žádné osamocené páry, takže není šance, že by se odpudivost a úhel vazby neodchýlily.

• Ve skutečnosti je vazebný úhel předpovídán ohybovým pravidlem hybridizace, COSθ = s/(s-1).
• Hybridizace PH₄⁺ je sp³, takže znak s je 1/4^th.
• Vazebný úhel je tedy COSθ = {(1/4)} / {1-(1/4)} = -0.333
• Θ = COS^-1(-,033) = 109.5⁰
• Což je perfektní vazebný úhel pro tetraedrické molekuly jako PH4+

7. PH4+ Lewisova struktura formální náboj

S konceptem formálního náboje můžeme předpovědět velikost náboje a který atom se hromadí, což lze vypočítat. Vypočítejme formální poplatek za PH₄⁺.

Formální poplatek PH₄⁺ je 1, protože již má náboj v molekule. H je monovalentní, a pokud je nad ním přítomen náboj, pak pro H není žádný elektron, což je nemožné. Ale P je pětimocný a pokud je nad ním přítomen náboj, stane se čtyřmocným, což je možné.

• Zkontrolujme hodnotu formálního náboje přítomného nad H nebo P podle vzorce, FC = N_v - N_lp -1/2 N_bp
• Formální náboj na atomu P je 5-0-(8/2) = +1
• Formální náboj nad atomem H je 1-0-(2/2) = 0
• Takže z výše uvedených údajů je potvrzeno, že kladný náboj je přítomen nad P a hodnota je +1.

8. Rezonance PH4+ Lewisovy struktury

Rezonance je delokalizace elektronových mraků prostřednictvím různých forem skeletu molekuly. Podívejme se, zda je možné PH₄⁺ rezonující struktura nebo ne.

Pro PH₄⁺ molekuly, není možná žádná rezonanční struktura. Ačkoli se jedná o teoretický koncept, rezonance je možná pouze tam, kde jsou přítomny další elektronové mraky a hustota π elektronů. Ale v PH₄⁺ neexistuje žádný takový případ, také P je kladně nabitý, což znamená, že postrádá elektrony.

P a H jsou spojeny sigma vazbou a povaha toku elektronů je sigma elektron, takže nejsou přítomny žádné přebytečné elektronové mraky, které by mohly rezonovat z jednoho do druhého. Také p je kladně nabitý, takže drží hustotu elektronů velmi pevně a hustotu elektronů nelze delokalizovat.

9. PH₄⁺ hybridizace

Hybridizace je teoretický koncept, podle kterého smícháním atomových orbitalů vzniká nový hybridní orbital ekvivalentní energie. Předpokládejme hybridizaci PH₄⁺.

PH₄⁺ je sp³ hybridizované, což je potvrzeno v následující tabulce.

• Hybridizaci můžeme vypočítat podle konvenčního vzorce, H = 0.5(V+M-C+A),
• Hybridizace centrálního P je tedy ½(5+4-1) = 4 (sp³)
• Na hybridizaci se podílí jeden s orbital a tři p orbitaly P.
• Do hybridizace je zahrnut i kladný náboj.

10. Je PH₄⁺ rozpustný ve vodě?

Rozpustnost ve vodě pro jakoukoli látku musí být rozpuštěna ionizací a poté se stane rozpustnou ve vodě. Pojďme diskutovat o rozpustnosti PH₄⁺ ve vodě.

PH₄⁺ je prakticky nerozpustný ve vodě. P nemůže tvořit vodíkovou vazbu s vodou. Velikost P je větší a elektronegativita P je také menší, takže není kompatibilní s vodíkovými vazbami. PH₄⁺ může být snadno ionizován ve vodě, protože nese náboj, ale není rozpustný ve vodě.

Proč a jak PH₄⁺ není rozpustný ve vodě?

PH₄⁺ není rozpustný ve vodě, protože je to molekula plynu a pro molekulu plynu je šance na rozpustnost ve vodném prostředí velmi špatná. Přestože nese kladný náboj a z tohoto důvodu může přitahovat molekuly vody. Opět, kvůli nepolaritě, není rozpustný ve vodě.

11. Je PH₄⁺ pevný?

Když jsou atomové interakce v molekule velmi vysoké jako van der Waalova nebo Londýnská síla, pak molekula existuje jako pevná látka. Uvidíme, zda PH₄⁺ je pevná nebo ne.

PH₄⁺ není pevná látka a může existovat jako plynná forma při pokojové teplotě. Vazebná interakce mezi P a H je velmi nízká. Obě jsou nekovové třídy, opět H je plynný atom, takže ztuhnutí H při pokojové teplotě není možné. Takže mřížková energie mezi nimi je velmi špatná.

Proč a jak PH₄⁺ je plynný?

PH₄⁺ je plynný, protože vazba mezi P a H je velmi slabá a dochází ke slabým silám interakce. Pokud molekula existuje v plynné formě, její entropie se zvýší a je to příznivé z hlediska termodynamiky. Takže PH₄⁺ existuje spíše jako plynný než pevný při pokojové teplotě.

12. Je PH₄⁺ molekulární sloučenina?

Při smíchání dvou nebo více atomů v pevném poměru zachování valence chemickou reakcí se nazývá sloučenina. Uvidíme, jestli PH₄⁺ je molekulární sloučenina nebo ne.

PH₄⁺ je tvořena tím, že P a H udržují správnou valenci a také pevný poměr. Pokud se změní poměr P nebo H, pak to již nebude PH₄⁺přechází na jiné sloučeniny s odlišnými vlastnostmi. Také PH₄⁺ vzniká chemickou reakcí.

Proč a jak PH₄⁺ je molekulární sloučenina?

PH₄⁺ je molekulární sloučenina, protože je tvořena správnou kovalentní vazbou mezi atomy P a čtyřmi atomy H při zachování pevného poměru těchto dvou atomů. Zde je pětimocnost P udržována pomocí čtyř vazebných párů a kladný náboj a monovalence H jsou také splněny. Takže PH₄⁺ je molekulární sloučenina.

13. Je PH₄⁺ kyselina nebo zásada?

Kyselost nebo zásaditost molekuly závisí na schopnosti darovat H+ nebo OH- ve vodném roztoku podle Arrheneiova teorie. Uvidíme, jestli PH₄⁺ je kyselina nebo zásada.

PH₄⁺ je kyselina a může darovat H+ ve vodném roztoku. Vazebná interakce mezi P a H je velmi slabá, takže může snadno darovat iont H+ a působí jako kyselina. Také díky kladnému náboji může rychle přijímat elektronovou hustotu a působí jako Lewisova kyselina. Z hodnoty pH PH₄⁺, je to slabá kyselina.

Proč a jakPH₄⁺ je lewisova kyselina?

PH₄⁺ je Lewisova kyselina, protože může přijímat osamocené páry nebo elektronovou hustotu z vhodné Lewisovy báze nebo elektronově bohatého centra. P má prázdný orbital d, kde může přijmout elektronovou hustotu a také díky kladnému náboji se zvyšuje elektronová afinita centra P, což vede ke snížení orbitální energie.

14. Je PH₄⁺ elektrolyt?

Elektrolyty jsou tou látkou, která může být ionizována ve vodném roztoku a přenáší elektřinu tímto roztokem. Uvidíme, zda PH₄⁺ je elektrolyt nebo ne.

PH₄⁺ je elektrolyt a nese náboj. Když je tedy rozpuštěn ve vodném roztoku a není-li plně ionizován, může tímto roztokem přenášet elektřinu. PH₄⁺ ionizuje ve vodném roztoku a tvoří jeden kation a tato nabitá částice může přenášet elektřinu.

Proč a jak PH₄⁺ je elektrolyt?

PH₄⁺ je elektrolyt, protože může být snadno ionizován, když se rozpustí ve vodném roztoku. Když je ionizován, vytvořil molekulu fosfinu, která je spolu s H+ neutrální molekulou. mobilita H+ je velmi vysoká kvůli jeho malé velikosti a iontovému potenciálu, takže může přenášet elektřinu.

15. Je PH₄⁺ sůl?

V chemii je definice soli vytváření kationtů jiných než H⁺ a anionty jiné než OH^- a vázány iontovými interakcemi. Zkontrolujeme, zda PH₄⁺ je sůl nebo ne.

PH₄⁺ není sůl, hlavním důvodem je, že nemůže produkovat jiný kationt než H⁺ a druhým důvodem je, že nevzniká iontovou interakcí. Jedná se o kovalentní molekulu a tvořící se metodou sdílení elektronů. Už se chová jako kyselina, takže už nemůže být solí.

Proč a jak PH₄⁺ není sůl?

PH₄⁺ není sůl, protože nemůže produkovat jiný kation a anion než H⁺ a OH^-. protože když je ionizován, tvoří neutrální molekulu PH3 spolu s H⁺. Za toto vydání H⁺ již se chová jako kyselina a když molekula kyseliny reaguje s bází, vznikne sůl.

16. Je PH₄⁺ iontové nebo kovalentní?

Jako podle Fajanovo pravidloŽádná molekula nemůže být 100% iontová, má určitý charakter kovalentní a naopak. Podívejme se, zda je PH4+ kovalentní nebo iontový.

PH₄⁺ je kovalentní a hlavním důvodem iontové molekuly je tvorba iontovou interakcí a metodou darování celkových elektronů. Ale PH₄⁺ molekula je tvořena podílem elektronů mezi P a H. Opět iontový potenciál H⁺ není vysoká a nemůže polarizovat svůj protějšek molekuly.

Proč a jak PH₄⁺ je kovalentní?

PH₄⁺ je kovalentní, protože P je nekov a vždy tvořil vazbu sdílením elektronu s ostatními. Opět platí, že vazba PH není polární, protože neexistuje žádný rozdíl v elektronegativitě, takže vazba je kovalentního charakteru. Není šance polarizovat anion kationtem a polarizovatelností.

17. Je PH₄⁺ polární nebo nepolární?

Polarita molekuly závisí na přítomnosti dipólového momentu a rozdílů elektronegativity mezi dvěma atomy. Pojďme prozkoumat polaritu PH₄⁺.

PH₄⁺ je nepolární molekula a elektronegativita P a H je téměř stejná az tohoto důvodu neexistuje žádný rozdíl v elektronegativitě. Takže v molekule není žádný tok dipólového momentu i když jde o asymetrickou molekulu.

Proč a jak PH₄⁺ je nepolární?

PH₄⁺ je nepolární, protože elektronegativita je stejná pro atomy P i H, takže neexistuje žádný původ dipólového momentu směrem k méně elektronegativnímu atomu. Obecně platí, že dipólový moment přechází z více elektronegativního substituentu na méně elektronegativní prvek, ale zde tento případ není k dispozici.

Proč investovat do čističky vzduchu?

PH₄⁺ je plynná molekula a kationt PH5 nebo to lze považovat za PH3 přijaté o jeden proton navíc. Je to kovalentní a nepolární molekula, také to není elektrolyt, i když na sobě nese náboj.

Také čtení:

• Nocl Lewisova struktura
• Lewisova struktura Brcl5
• Struktura Baso4 Lewis
• Struktura Xeo3 Lewis
• Ibr3 Lewisova struktura
• Ocn Lewisova struktura
• Asf5 Lewisova struktura
• Lewisova struktura N2h4
• Hclo2 Lewisova struktura
• Lewisova struktura Ch2i2

Biswarup Chandra Dey

Ahoj……já jsem Biswarup Chandra Dey, dokončil jsem magisterské studium chemie na Central University of Punjab. Mým oborem je anorganická chemie. Chemie není jen o čtení řádek po řádku a memorování, je to koncept, kterému lze snadno porozumět, a zde s vámi sdílím koncept chemie, který se učím, protože o znalosti stojí za to se o ně podělit.