Struktura XeO4 Lewis: kresby, hybridizace, tvar, náboje, dvojice a podrobná fakta

Tento článek obsahuje informace o Lewisově struktuře XeO4, hybridizaci, úhlu vazby a dalších 13 důležitých podrobných faktech.

Lewisova struktura XeO4 má čtyřstěnný tvar s úhlem vazby 109.5⁰. Jedná se o velmi stabilní sloučeninu vzácného plynu, což je velmi výjimečný případ. Díky tetraedrické geometrii je centrální Xe sp³ hybridizované. Všechny valenční elektrony Xe se používají pro tvorbu vazeb sigma a π, takže v této molekule nejsou pro Xe k dispozici žádné volné páry.

Bartlett xnumx^st objevil vzácný plyn jako sloučeninu, která byla XeF. V důsledku přítomnosti elektronegativních substituentů O se hustota kladného náboje nad Xe zvyšuje natolik, že energie 5s a 5p klesá a stávají se srovnatelnými s O.

Některá důležitá fakta o XeO4

XeO4 je žlutá pevná krystalická molekula, která je stabilní při nižší teplotě, při pokojové teplotě se rozkládá. Teplota tání je 237.1 K a teplota varu 273 K. Oxidační stav Xe v Xeo4 Lewisova struktura je +8, takže má svůj nejstabilnější oxidační stav.

XeO4 vzniká reakcí koncentrované kyseliny sírové na perxenáty sodné a barnaté.

4XeF₆ + 18Ba(OH)₂ = 3Ba₂XeO₆ + Xe +12BaF₂ + 18H₂O

Ba₂XeO₆ + 2H₂SO₄ = 2BaSO₄ + XeO₄ + 2H₂O

Jak nakreslit Lewisovu strukturu pro XeO4?

Lewisova struktura je velmi užitečný nástroj, pomocí této struktury můžeme zjistit valenční elektrony, tvar a osamocené páry jakékoli kovalentní molekuly. Je tedy důležité nakreslit Lewisovu strukturu XeO4. Při kreslení Lewisovy struktury XeO4 bychom měli mít na paměti některé techniky.

XeO4 Lewisova struktura — **XeO4** Lewisova struktura

Nejprve tedy spočítáme celkové valenční elektrony pro atomy Xe a O. Poté identifikujeme centrální atom podle jeho elektronegativnosti, víme, že Xe je méně elektronegativní než O, takže v XeO4 Lewisova strukturaXe je centrální atom. Molekula na sobě nenese žádný další náboj, takže zde není třeba přidávat další elektrony nebo odečítat elektrony. Nyní jsou Xe a čtyři atomy O připojeny jednoduchou vazbou a také dvojnou vazbou, aby byl oktet dokončen. Osamělé páry existují pouze nad atomy O.

Tvar Lewisovy struktury XeO4

Valenční elektrony pro Xe v sigma vazbě budou čtyři a jsou zde čtyři atomy O, z nichž každý přispívá jedním elektronem, takže celkový počet elektronů bude 4+(1*4) =8. Podle teorie VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) teorie kovalentní molekuly, pokud celkový počet vazebných elektronů bude 8, pak bude tvar molekuly čtyřstěnný.

Celá elektronová hustota leží nad Xe v XeO4 Lewisova struktura protože Xe je zde centrální atom. Všechny čtyři atomy O jsou přítomny ve čtyřech rozích tetraedrické geometrie. Úhel vazby vytvořený centrálním Xe a čtyřmi atomy O v tetraedrické části je 109.5⁰.

XeO4 Lewisovy struktury osamocené páry

V XeO4 Lewisova strukturaXe tvoří osm vazeb se čtyřmi atomy O. Z osmi vazeb jsou čtyři vazby sigma vazby a čtyři vazby jsou π vazby. Takže pro Xe nejsou k dispozici žádné valenční elektrony, které mohou existovat jako osamocený pár.

Z XeO4 Lewisova struktura, můžeme vidět, že osamocené páry jsou přiřazeny pouze přes O atomy. O je VIA nebo skupina 16^th prvku az elektronové konfigurace můžeme říci, že ve valenčním obalu O je přítomno pouze šest elektronů a tyto elektrony se podílejí na tvorbě vazby s centrálním atomem Xe. O použil pouze dva valenční elektrony pro jednu sigma a jednu π vazbu s Xe. V jeho valenčním obalu tedy zůstávají čtyři elektrony, které existují jako osamocené páry. Takže celkový počet osamělých párů v Lewisově struktuře XeO4 is (4*2)= 8 párů, které jsou pouze z webu O.

Viz také 3 Příklad superoxidu: Fakta, která byste měli vědět

XeO4 Lewis strukturuje formální poplatky

Za předpokladu stejné elektronegativity všech atomů v molekule můžeme vypočítat konkrétní náboj přítomný na konkrétním atomu nebo molekule se nazývá formální náboj. Takže tady v XeO4 Lewisova struktura, uvažujeme stejnou elektronegativitu pro Xe a O.

Vzorec, který můžeme použít k výpočtu formálního náboje XeO4, FC = N_v - N_lp -1/2 N_bp

Kde N_vje počet elektronů ve valenčním obalu nebo nejvzdálenějším orbitalu, N_lpje počet elektronů v osamoceném páru a N_bp je celkový počet elektronů, které se podílejí pouze na tvorbě vazby.

Musíme samostatně vypočítat formální poplatek za Xe i O.

Formální náboj na Xe, 8-0-(16/2) = 0

Formální náboj nad O, 6-4-(4/2) = 0

Můžeme tedy říci, že nad Xe a O není žádný formální náboj, protože molekula je neutrální. Takže výpočtem formálního náboje můžeme také říci, zda je molekula nabitá nebo ne.

XeO4 Lewisova struktura rezonance

Rezonance je hypotetický koncept, pomocí kterého se elektronový mrak jakékoli molekuly může delokalizovat mezi různými formami skeletu této molekuly v Xeo4 Lewisova struktura, elektronová mračna se delokalizují mezi atomy O a Xe v různých kanonických formách.

obrázek 66 — **Rezonanční struktura XeO4**

Z XeO4 Lewisova struktura, všech pět jsou různé rezonanční struktury XeO4. Mezi nimi je struktura V nejvíce přispívající strukturou, protože obsahuje vyšší počet kovalentních vazeb, takže její příspěvek je nejvyšší. Po této struktuře IV pak III, II a nejméně přispívající je struktura I.

Pravidlo oktetu Lewisovy struktury XeO4

V XeO4 Lewisova struktura, Xe a O se oba snaží doplnit svůj oktet darováním nebo přijetím vhodného počtu elektronů ze svého valenčního obalu nebo do valenčního obalu a získáním nejbližší konfigurace vzácných plynů.

V XeO4 Lewisova struktura, Xe je prvek skupiny 18, takže má vyplněný valenční obal a není třeba doplňovat jeho oktet. Ale O je skupina 16 prvků, takže má šest elektronů ve svých nejvzdálenějších elektronech a jeho oktet není dokončen. O tvoří dvojnou vazbu s Xe sdílením dvou svých elektronů a dvou elektronů Xe a čtyři elektrony jsou přítomny v jeho osamocených párech. Tímto způsobem kyslík doplňuje svůj oktet.

Xe je samo o sobě vzácný plyn a účastní se tvorby vazby s O zahrnujícím všech osm elektronů ve valenčním obalu.

Viz také Struktura FeCl3 Lewis, vlastnosti: 13 faktů, které byste měli vědět

XeO4 hybridizace

V Lewisově struktuře XeO4 není molekulární orbitální energie Xe a O stejná, takže Xe a O musí projít hybridizací, aby vytvořily hybridní orbital ekvivalentní energie a vytvořily kovalentní vazbu.

Hybridizaci XeO4 vypočítáme pomocí následujícího vzorce:

H = 0.5 (V+M-C+A), kde H= hybridizační hodnota, V je počet valenčních elektronů v centrálním atomu, M = obklopené monovalentní atomy, C=ne. kationtu, A=č. aniontu.

Pro XeO4 Lewisova strukturaXe má čtyři elektrony, které tvoří sigma vazbu, a čtyři atomy O jsou obklopeny.

Hybridizace centrálního Xe v XeO4 je tedy ½(4+4+0+0)= 4 (sp³)

Struktura	Hybridizační hodnota	Stav hybridizace centrálního atomu	Úhel vazby
Lineární	2	sp /sd / pd	180⁰
Planner trigonal	3	sp²	120⁰
Tetrahedrální	4	sd³/ sp³	109.5⁰
Trigonální bipyramidový	5	sp³d/dsp³	90⁰ (axiální), 120⁰(rovníkový)
Osmistěn	6	sp³d²/d²sp³	90⁰
Pětiúhelníkový bipyramidový	7	sp³d³/d³sp³	90⁰, 72⁰

Z výše uvedené tabulky hybridizace můžeme říci, že pokud je hybridizační hodnota centrálního atomu 4, pak centrální atomy jsou zjevně sp³ hybridizované zahrnující jeden s a tři orbitaly p prostřednictvím míchání.

Z krabicového diagramu XeO4 Lewisova struktura, je zřejmé, že při hybridizaci uvažujeme pouze sigma vazbu, nikoli vazbu π nebo násobné vazby. V kovalentní vazbě uvažujeme i sigma vazbu.

Xe má osm elektronů na svém nejvzdálenějším orbitálu v základním stavu. Když se vzruší, čtyři elektrony se přenesou do prázdných 5d orbitalů. Pak má Xe čtyři nepárové elektrony v orbitálu 5s a 5p. Tyto čtyři nepárové elektrony procházejí hybridizací se čtyřmi atomy O a vytvářejí kovalentní vazbu.

Zde se hybridizace účastní jeden 5s orbital a 3 5p orbitaly. Takže hybridizace je sp³. Tento sp³ hybridizovaný orbital má ekvivalentní energii Xe i O, takže mohou vytvářet vazby. Zbývající čtyři elektrony Xe v 5d orbitalu se účastní tvorby π vazby s O a nejsou zapojeny do hybridizace.

Z hodnoty hybridizace můžeme předpovědět vazebný úhel této molekuly. V XeO4 Lewisova struktura, hybridizace je sp3, takže zde znak % s je 1/4 nebo 25 %. Nyní z Bentova pravidla vazebný úhel molekuly je, COSθ = s/s-1, kde s je % znaku s při hybridizaci a θ je úhel vazby.

Nyní pomocí vzorce dostaneme, COS1 = (4/1)/(XNUMX/XNUMX)-XNUMX

Θ= 109⁰, takže můžeme říci, že z hodnoty hybridizace můžeme vyhodnotit vazebný úhel molekuly nebo naopak. Opět z teorie VSEPR bude vazebný úhel pro molekulu čtyřstěnného tvaru 109.5⁰.

Takže VSEPR a hybridizační teorie mohou být korelovány. Vazebný úhel je dokonale 109.5⁰ což je ideální pro tetraedrické molekuly. Vlastně v XeO4 Lewisova struktura, pro úhel vazby není přítomen žádný faktor odchylky. Xe nemá žádné osamocené páry a velikost Xe je ve srovnání s O velmi velká. Ačkoli čtyři O tvoří dvojnou vazbu s centrálním Xe, v tetraedrické části je dostatek prostoru, aby se minimalizovalo odpuzování osamělého páru-vazba. Takže neexistuje žádná odchylka v úhlu vazby.

Viz také 11 Příklad rozkladové reakce: Podrobné vysvětlení

Je XeO4 polární?

víme, že polarita jakékoli molekuly závisí na hodnotě výsledného dipólového momentu. Abychom pochopili polaritu XeO4 Lewisova struktura musíme zjistit jeho hodnotu dipólového momentu.

V Lewisově struktuře XeO4 je tvar molekuly čtyřstěnný. Tvar je symetrický, což znamená, že jsou přítomny všechny atomy O, které přesně neutralizují vzájemnou hodnotu dipólového momentu. Takže v Lewisově struktuře XeO4 je výsledná hodnota dipólového momentu nula, což činí celou molekulu nepolární.

Být Xe je vzácný plyn, i když může tvořit sloučeniny jako XeO4. Proč?

Z hodnot ionizační energie lze říci, že práh chemické reaktivity je dosažen při Kr a bylo zjištěno, že Xe může tvořit poměrně velké množství sloučenin s vysoce elektronegativními substituenty, jako jsou atomy O a F.

To je způsobeno přítomností elektronegativních substituentů F a O, hustota kladného náboje nad Xe se zvyšuje do takové míry, že energie 5s a 5p klesá a stávají se srovnatelnými s O a F. Orbital 5s a 5p Xe se může překrývat 2p z F a O.

Očekává se, že délka vazby Xe-O bude kratší. proč?

Délka jediné vazby Xe-O je přibližně 160 pm. Ale v XeO4 Lewisova strukturamolekula má charakter dvojné vazby, takže délka vazby je snížena.

Xe je skupina 18^th prvek, který je vzácným plynem a obecně je valenční obal plně obsazen. Z elektronické konfigurace má Xe osm elektronů ve svém valenčním obalu, který dokončil svůj nejvzdálenější orbitál, a všechny elektrony se podílejí na tvorbě vazby se čtyřmi atomy O (vazby Sigma i π) s O. O může tvořit stabilní dvojitou vazba s vhodnými substituenty, jako je Xe, a z tohoto důvodu mezi vazbou Xe-O nejsou přítomny žádné osamocené páry nebo jednoduchá vazba.

Xe tvoří čtyři sigma vazby a také čtyři π vazby s atomy O. Vytvořením dvojné vazby je molekula stabilnější. Dvojná vazba je vždy kratší než jednoduchá vazba a také silnější než jednoduchá vazba.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Z výše uvedené diskuse o XeO4 Lewisova strukturalze říci, že vzácný plyn se může účastnit i reakce v přítomnosti silných elektronegativních substituentů. Molekula je nejstabilnější díky tvorbě dvojné vazby, takže se nemůže dále účastnit žádné další reakce. Neexistuje žádný osamocený odpudivý faktor párové vazby, takže úhel vazby se neodchyluje a ideální pro čtyřstěn, který je 109.5⁰.

Také čtení:

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.