Fosforylchlorid (POCl3) má centrální atom fosforu (P) s 5 valenčními elektrony, navázaný na tři atomy chloru (Cl) a jeden atom kyslíku (O). Každý Cl přispívá 7 valenčními elektrony a O přispívá 6, celkem 32 elektrony. Lewisova struktura vykazuje dvojnou vazbu mezi P a O a tři jednoduché vazby mezi P a každým atomem Cl. Molekula přijímá tetraedrickou geometrii kolem fosforu s vazebnými úhly přibližně 109.5°. Vazba P=O je vysoce polární díky rozdílu elektronegativity (P: 2.19, O: 3.44), který ovlivňuje reaktivitu POCl3, zejména v organické syntéze jako chlorační činidlo.
Fosforyloxychlorid obsahuje ve své struktuře atomy chloru, fosforu a kyslíku. Je to bezbarvý kapalný roztok. Má štiplavý zápach. Pro člověka je velmi toxický při vdechování. Název fosforylchloridu podle IUPAC je fosforyltrichlorid. Pojďme diskutovat podrobně o Lewisově struktuře POCl3.
Jak nakreslit Lewisovu strukturu pro POCl3?
Chemický vzorec fosforyloxychloridu je POCl3.
Molekulová hmotnost POCl3 je 153.33 g mol-1.
POCl3 mají Molekulární geometrie je tetraedrická.
Hybridizace POCl3 je sp3.
POCl3 mají polární povahu.
Molekula fosforyloxychloridu (POCl3) se skládá převážně ze tří prvků, tj. z jednoho atomu fosforu (P), jednoho kyslíku (O) a tří atomů chloru (Cl3). struktura. POCI3 Lewis struktura se skládá ze 3 jednoduchých vazeb spojených se 3 atomy chloru a dvojná vazba s 1 atomem kyslíku obklopuje centrální atom fosforu. Na atomu kyslíku jsou přítomny 2 osamocené elektronové páry a na atomech chloru tři osamocené elektronové páry.
Nejprve je třeba vypočítat celkový počet valenčních elektronů existujících na molekule POCl3, abychom nastínili POCl3 Lewisova struktura. Nyní spočítejte valenční elektrony na každém atomu přítomném ve struktuře POCl3, tj. valenční elektrony přítomné na jednom atomu kyslíku, jednom atomu fosforu a třech atomech chloru přítomných v molekule POCl3.
Chcete-li počítat valenční elektrony libovolného prvku, stačí zkontrolovat jeho polohu ve skupinách periodické tabulky. Protože atom fosforu je přítomen na patnácté skupině periodické tabulky, atom kyslíku je na šestnácté skupině periodické tabulky a atom chloru je na sedmnácté skupině periodické tabulky.
Tedy 5 valenčních elektronů na atomu P, 6 valenčních elektronů na atomu O a 7 valenčních elektronů na třech atomech Cl.
Celkové valenční elektrony na fosforu tedy = 5×1 (P) = 5
Celkový počet valenčních elektronů na kyslíku = 6×1 (O) = 6
Celkový počet valenčních elektronů na chloru = 7×3 (Cl3) = 21
Takže celkové valenční elektrony pro POCl3 Lewisovu strukturu = 5 (P) + 6 (O) + 7×3 (Cl3) = 32
Nyní druhým je vybrat prvek s nejnižší elektronegativitou molekuly POCl3 a umístit prvky s nejnižší elektronegativitou do centrální polohy, zatímco kreslení POCl3 Lewisovy struktury. Protože mohou volněji sdílet své elektrony se sousedními okolními atomy nebo prvky.
V této molekule POCl3 má atom fosforu elektronegativitu 2.19, atom kyslíku má elektronegativitu 3.44 a atom chloru má elektronegativitu 3.16.
Atom fosforu má ze všech tří prvků nejnižší elektronegativitu, a proto přechází do centrální polohy v POCl3 Lewisova struktura a zbývající jeden kyslík a tři chlor jsou obklopeny centrálním atomem fosforu.
Třetím bodem je spojení všech prvků nebo atomů navzájem vazbou v Lewisově struktuře POCl3. V POCl3 můžeme udělat dva typy vazeb s různou distribucí osamocených elektronových párů na atomu kyslíku. V obou následujících Lewisových strukturách POCl3 je vždy pár jednoduchých vazeb s fosforem a chlorem.
Proto musíme nakreslit tři jednoduché kovalentní vazby se třemi atomy chloru. Ale můžeme nakreslit buď jednoduchou vazbu nebo dvojitou vazbu s atomem fosforu a atomem kyslíku v Lewisově struktuře POCl3. Takže musíme nakreslit buď jednoduchou kovalentní vazbu, nebo dvojnou vazbu s fosforem a kyslíkem.
Jednoduchá kovalentní vazba se může kreslit, pokud dáme tři osamocené elektronové páry na kyslík, a dvojné vazby se mohou kreslit, pokud dáme dva osamocené elektronové páry na kyslík. Znamená to, že formální náboj na kyslíku klesá, když je nakreslena dvojná vazba.
Nyní musíme vypočítat přítomnost valenčních elektronů na POCl3 Lewisova struktura. V každé jednoduché kovalentní vazbě P-Cl a PO jsou dva elektrony. Ale dochází k posunu jednoho osamělého elektronového páru za vzniku dvojné vazby, která má čtyři vazebné elektrony v jedné dvojné vazbě P=O.
V POCl32 je tedy celkem 3 valenčních elektronů Lewisovou strukturou a musíme najít celkové elektronové páry. Stačí vydělit tuto hodnotu 2, kterou máme.
Celkové elektronové páry POCl3 = celkové valenční elektrony / 2
Celkový elektronový pár POCl3 = 32/2 = 16
Takže máme celkem šestnáct elektronů párů na Lewisově struktuře POCl3.
Přečtěte si více o Fakta o cr2o3 + al: What,How To Balanc
POCl3 pravidlo oktetu Lewisovy struktury
V POCl3 potřebuje atom chloru k dokončení svého oktetu pouze jeden valenční elektron. Může tedy sdílet jeden valenční elektron s atomem fosforu. Proto tvoří tři jednoduché vazby mezi atomem fosforu a atomem chloru.
Po vytvoření tří P-Cl vazeb s chlorem zbyly atomu fosforu další dva nesdílené valenční elektrony, protože již sdílel tři elektrony s atomem chloru ze svých celkových pěti elektronů. Také atom kyslíku potřeboval dva další valenční elektrony, aby dokončil svůj oktet.
Fosfor tedy sdílel tři elektrony s chlorem ze svých pěti elektronů, nyní je osm valenčních elektronů, které má atom fosforu ve svém vnějším obalu. Ale jako atom fosforu patří do 15th skupiny periodické tabulky, může snadno sdílet všech svých pět valenčních elektronů s jinými prvky a vytvořit tak stabilní strukturu.
V této molekule POCl3 fosfor snadno daruje své zbývající elektrony atomu kyslíku vytvořením dvojných vazeb. Takže mezi atomy kyslíku a fosforu jsou vytvořeny dvojné vazby P=O, takže všechny prvky nyní dokončeny jeho oktet. Střední atom P tedy vytvořil 3 jednoduché kovalentní vazby spojené se 3 atomy chloru a 1 dvojnou vazbu spojenou s jedním atomem kyslíku.
POCl3 Lewisova struktura formálních nábojů
Pokud atomy v nějakém Lewisova struktura má nízké formální poplatky pak je diagram Lewisovy struktury stabilnější. Vzorec pro výpočet jakéhokoli formálního náboje atomů v Lewisově diagramu je následující:
Formální náboj = (valenční elektrony – osamocený elektronový pár – ½ vazebných elektronů)
Nejprve spočítejte formální náboje na všech třech atomech chloru v Lewisově struktuře POCl3. Všechny tři atomy chloru mají stejný osamocený pár a vazebný pár elektronů, takže můžeme vypočítat i formální náboj pro jeden atom chloru.
Atom chloru: Valenční elektrony na chloru = 07
Osamocené elektrony na chlóru = 06
Vazba elektronů s chlórem = 2 (jedna jednoduchá vazba)
Formální náplň chlóru = (7 – 6 – 2/2) = 0
Takže všechny tři atomy chloru mají nulový formální náboj.
Atom fosforu: Valenční elektron na centrálním atomu fosforu = 05
Osamocený pár elektronů na centrálním atomu fosforu = 00
Vazebné elektrony kolem centrálního atomu fosforu = 8 (jednoduché 3 vazby s Cl)
Formální náboj na fosforu = (05 – 0 – 8/2) = +1
Tedy centrální atom fosforu POCl3 Lewisova struktura má +1 formální náboj.
Atom kyslíku: Valenční elektrony na kyslíku = 06
Osamocený pár elektronů na kyslíku = 06
Vazba elektronů s kyslíkem = 2 (jedna dvojná vazba)
Formální náboj na kyslíku = (6 – 6 – 2/2) = -1
Atom kyslíku má tedy -1 formální náboj.
POCl3 má tedy +1 náboj na atomu fosforu a -1 náboj na atomu kyslíku, ale žádný náboj na atomech chloru, tento druh Lewisovy struktury obsahující vazby nejsou v přírodě stabilní, musíme snížit náboj kyslíku přeměnou osamělého elektronu pár k páru, jak je znázorněno na následujícím obrázku.
POCl3 Lewisovy struktury osamocené páry
V Lewisově struktuře POCl16 je celkem 3 osamělých elektronových párů. Lewisova struktura POCl3 má čtyři vazby spojené jedním atomem kyslíku a 3 atomy chloru. Nyní bychom měli označit pouze 12 zbývajících elektronových párů jako osamocený pár elektronů na Lewisově struktuře POCl3.
Jak již víme, atomy chloru a fosforu patří do 3rd periody periodické tabulky a ve vnějším valenčním obalu mohou mít více než osm elektronů. Stejně tak kyslík patří do 2nd periody periodické tabulky a nemá více osmi elektronů ve svém posledním vnějším obalu.
Začněme označovat osamocený pár elektronů z vnějších atomů, tj. jeden atom kyslíku a tři atomy chloru. Proto kyslík a tři atomy chloru mají tři osamocené elektronové páry a fosfor nemá žádný osamocený elektronový pár, protože všech 12 elektronových párů je již sdíleno mezi O a Cl.
POCl3 tvar Lewisovy struktury
V Lewisově struktuře POCl3 má centrální atom fosforu 4 vazby se 4 atomy, tj. 1 atom kyslíku a 3 atomy chloru. Všechny atomy jsou uspořádány v této možné poloze mezi sebou, takže mohou snížit odpudivé síly mezi páry elektronových vazeb.
Teorie VSEPR říká, že každá molekula může přijmout geometrii ke snížení odpudivých sil, tj. Lewisova struktura elektrony vazebného páru jakéhokoli atomu se neodpuzují, pokud nejsou přítomny elektrony s osamělým párem. Obecný vzorec pro molekulu POCl3 je AX4.
Projekt tvar POCl3 Lewisovy struktury má čtyřstěnný tvar podle své molekulární geometrie, protože centrální atom fosforu je spojen se čtyřmi dalšími atomy.
POCI3 Hybridizace
Sterické číslo je základem pro nalezení hybridizace jakékoli struktury nebo molekuly. POCI3 hybridizace Lewisovy struktury může být přiřazeno sterickým číslem centrálních atomů fosforu.
Sterické číslo je součet celkového počtu vázaných atomů spojených (připojených) s centrálním atomem a osamoceným párem elektronů na něm přítomných.
Sterické číslo POCl3 = (počet vázaných prvků nebo atomů spojených s atomem fosforu + fosforu s jediným párem elektronů)
Jak vidíme výše Lewisovu strukturu POCl3, centrální atom fosforu je spojen s jedním atomem kyslíku a třemi atomy chloru, tj. čtyřmi vazbami se čtyřmi atomy a nemají na sobě žádné samostatné elektronové páry.
Stérické číslo POCl3 = 4 + 0 = 4
Lewisova struktura POCl3 má po výpočtu čtyři stérické číslo, takže je ve sp3 hybridizace fosforu ve struktuře POCl3.
POCl3 Lewisova struktura rezonance
Rezonanční struktura ukazuje variaci v distribuci elektronů od jedné struktury ke druhé. Existují určitá pravidla pro kreslení rezonanční struktury pro jakoukoli chemickou sloučeninu nebo molekulu nebo pro Lewisovu strukturu.
Molekula struktury potřebovala vícenásobné vazby (dvojitá/trojná vazba) a alespoň jeden osamocený elektronový pár by měl být na sousedním atomu ve struktuře. Pokud některá struktura tyto podmínky splnila, můžeme snadno nakreslit rezonanční strukturu libovolné molekuly s rozložením elektronů a nábojů na atomech v molekule.
Rezonanční struktura molekuly POCl3 není možná, protože se nejedná o stabilní strukturu pro vytvoření rezonance. Jako atom fosforu mají dvojné vazby s kyslíkem a tři jednoduché vazby s každým atomem chloru. Fosfor má tedy rozšířený oktet.
POCl3 polární nebo nepolární
Molekula POCl3 je polární molekula, protože ve své struktuře má nestejnou distribuci elektronů. Molekula POCl3 se skládá z kovalentních vazeb, tj. vazba fosforu kyslíku (PO) je slabě až středně kovalentní povahy a vazby fosforu a chloru (P-Cl) jsou středně kovalentní povahy.
Polaritu molekuly POCl3 lze určit nakreslením symetrických čar přes strukturu POCl3. Molekula je polární, pokud je ve struktuře jedna nebo několik čar na symetrii. Dokonce i molekula je polární, pokud strukturou nevedou žádné symetrické linie. Takže molekula POCl3 postrádá ve své struktuře linii symetrie.
Pokud jsou vazby molekul POCl3 atomu buď kovalentní nebo iontové povahy, lze určit rozdílem elektronegativity atomů fosforu a kyslíku a fosforu a chloru. Pokud je výsledná hodnota od 0 do 1.6, pak se jedná o kovalentní vazbu, pokud je hodnota od 1.8 do 3.0, pak jde o iontovou vazbu a pokud je hodnota vazby přesně 1.7, má neutrální vazbu.
Pro molekulu POCl3 je 3.5 elektronegativita kyslíku a 2.19 elektronegativita fosforu. Rozdíl elektronegativity mezi atomem fosforu a kyslíku je tedy 1.3, což ukazuje, že vazba je mírně až středně kovalentní.
Také 3.2 je elektronegativita chloru a 2.19 je elektronegativita fosforu a jeho rozdíl je 1.0, což činí vazbu středně kovalentní. Lewisova struktura POCl3 tedy spadá pod polární molekuly.
POCl3 Lewisova struktura vazebný úhel
Když určíme molekulární geometrii molekuly POCl3 pomocí tabulky AXN, ukáže se, že fosfor nemá žádný osamocený elektronový pár a tvoří čtyři vazby se čtyřmi atomy, tj. O a třemi Cl, což je podobné AX4. Zde A = centrální atom a X = počet vazeb vytvořených s centrálním atomem.
Jako POCl3 Lewisova struktura má čtyřstěnný tvar, takže má vazebný úhel 109.8 stupňů, i když se může značně lišit kvůli dvojné vazbě v jeho molekule.
POCl3 Použití
- Fosforyloxychlorid je prekurzorem N,N-dimethylfosforamidového dichloridu.
- Vícestupňovou chemickou syntézou se fosforyltrichlorid přeměňuje na nervové plyny. Je iniciátorem chemických zbraní.
- Oxychlorid fosforečný se široce používá při výrobě alkyl- a arylorthofosfátových triesterů.
- V kryoskopii se jako rozpouštědlo používá POCl3.
- POCl3 se také používá v zemědělských chemikáliích (nepesticidních), retardérech hoření, meziproduktech, pomocných zpracovatelských prostředcích atd.
- POCl3 se používá v laboratořích pro různé dehydratační reakce.
- V polovodičovém průmyslu se POCl3 také používá jako zdroj kapalného fosforu v difúzních postupech.
- POCl3 také hraje zásadní roli při přípravě Vilsmeierova činidla, protože se používá ve Vilsmeier-Haackově reakci.
Také čtení:
- Hbro Lewisova struktura
- Nco Lewisova struktura
- Ocl2 Lewisova struktura
- Lewisova struktura Nf3
- Alcl4 Lewisova struktura
- Hocn Lewisova struktura
- Struktura Hocl Lewis
- Lewisova struktura Br2
- Ni3 Lewisova struktura
- Nof Lewisova struktura
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!