AsF3 Lewis-structuur, geometrie, hybridisatie: 5 stappen (opgelost)

by

Arseentrifluoride (AsF3) heeft een centraal arseenatoom (As) met 5 valentie-elektronen, gebonden aan drie fluoratomen (F), die elk 7 valentie-elektronen bijdragen. De Lewis-structuur toont drie enkele As-F-bindingen en een eenzaam paar op het As-atoom, met behulp van 26 valentie-elektronen. AsF3 vertoont een trigonale piramidale geometrie, met bindingshoeken van iets minder dan 109.5° vanwege het eenzame paar op arseen, wat duidt op sp³-hybridisatie. De As-F-bindingen zijn polair vanwege het elektronegativiteitsverschil (As: 2.18, F: 3.98), wat bijdraagt ​​aan de algehele polariteit van het molecuul. Deze structuur beïnvloedt de reactiviteit en het gebruik ervan bij chemische synthese.

Arseentrifluoride is voornamelijk een gasvormige verbinding, maar wordt ook in vaste toestand aangetroffen. Het is piramidaal gestructureerd met bindingshoek (F-As-F) 96.20 en de lengte van de As-F-binding is 170.6 pm. Arseen is sp3 gehybridiseerd in AsF3 molecuul waarin drie bindingsparen en één eenzaam paar aanwezig zijn.

AsF3 Lewis-structuur
AsF3 Lewis-structuur

Laten we ons concentreren op de volgende onderwerpen over arseentrifluoride.

Hoe teken je AsF3 lewis structuur?

Naar ken het proces van het tekenen van een lewisstructuur, eerst moet je weten wat de Lewis-structuur is. Het is in feite een structurele weergave van een molecuul waarbij de niet-bindende elektronen worden getoond rond de respectieve deelnemende atomen in de Lewis-structuur.

  1. Bepaling van het volant-elektron: In dit molecuul, AsF3, centraal atoom, arseen en substituent atomen fluor hebben respectievelijk drie en vijf elektronen in hun buitenste schil.
  2. De bindingselektronen vinden: Er zijn in totaal drie covalente bindingen aanwezig in deze moleculaire soort. Dus (3×2 = 6) elektronen zijn betrokken bij binding.
  3. De niet-bindende elektronen vinden:  Arseen heeft twee niet-bindende elektronen en fluor heeft in totaal vijf elektronen als niet-gebonden.
asf3 lewis structuur
AsF3 Lewis-structuur

AsF3 Lewis-structuurvorm

Vorm en structuur van een molecuul zijn bijna twee vergelijkbare woorden, alleen als er geen afstoting is waarbij een bindingspaar en een alleenstaand paar aanwezig zijn. Geometrische structuur hangt alleen af ​​van de hybridisatie van het centrale atoom, maar de vorm van elk molecuul hangt af van de volgende parameters-

  1. Hybridisatie
  2. Afstoting waarbij alleenstaande paren en bindingsparen betrokken zijn.

Afstoting tussen bindingspaar en eenzaam paar kan drie soorten zijn:

  • Lone pair - afstoting van een enkel paar
  • binding paar-binding paar afstoting
  • lone pair-bond pair afstoting

De toenemende volgorde van de bovenstaande weerzinwekkende factor is-

binding paar - binding paar afstoting < Eenzaam paar - binding paar afstoting < Eenzaam paar - alleenstaande paar afstoting.

In AsF3, arseen en fluor hebben vijf en zeven elektronen in hun respectieve valance-schaal of buitenste schil. De volant-schilelektronenconfiguratie van As en F is 2s2 2p3 en jaren '22 2p5. Van deze vijf elektronen van arseen nemen drie elektronen deel aan de vorming van covalente bindingen met drie fluoratomen. De rest van de twee valance-elektronen blijven als niet-gebonden.

Deze twee eenzame elektronen worden geconfronteerd met afstoting van de bindingselektronen. Omdat er maar één lone pair is, is de afstoting van lone pair-lone pair onbeduidend voor dit molecuul.

Voor deze afstoting van bindingspaar-bindingspaar en afstoting van een enkel paar - bindingspaar, wijkt dit molecuul af van zijn werkelijke geometrische structuur (tetraëdrische) en vertoont het een trigonale piramidale structuur met drie bindingsparen en één eenzaam paar op het centrale atoom, arseen.

AsF3 Lewis-structuur formele lading

De berekening van de formele lading van elk atoom in een molecuul is zeer belangrijk in de chemie omdat het helpt om de meest stabiele lewis structuur. De structurele representatie met het maximale aantal nul formele ladingen van zijn respectieve atomen zal de meest stabiele Lewis-structuur zijn.

  • Formele lading = Totaal aantal valance-elektronen - aantal elektronen blijft als niet-gebonden - (aantal elektronen betrokken bij bindingsvorming / 2)
  • Formele lading van arseen (As): 5 – 2 – (6/2) = 0
  • Formele lading van fluor (F) = 7 – 6 – (2/2) = 0

Uit de formele ladingsberekening blijkt dat AsF3 is een totaal neutraal molecuul zonder lading.

AsF3 Lewis-structuurhoek

Hoek geeft in feite de hoek aan tussen twee bindingen. De bindingshoek hangt in het algemeen af ​​van de twee factoren. Zij zijn-

  1. Hybridisatie
  2. Afstoting

In dit molecuul is de hybridisatie van het centrale atoom sp3. De ideale verbindingshoek zou dus 109.5 . moeten zijn0. Maar door de aanwezigheid van afstoting van een enkel paar-bindingspaar, is AsF3 wijkt af van de werkelijke bindingshoek en toont de hoek (96.20) minder dan de werkelijke. Vanwege de overheersing van de afstoting van het eenzame paar-bindingspaar over de afstoting van het bindingspaar-bindingspaar, wordt de werkelijke bindingshoek kleiner dan de ideale bindingshoek.

AsF3 Lewis Structuur Octet Regel

Octetregel wordt in de chemie gedefinieerd als een zeer belangrijke regel waarin elk molecuul de elektronenconfiguratie in zijn buitenste schil moet hebben die lijkt op de dichtstbijzijnde edelgasvalance-schilelektronenconfiguratie in het periodiek systeem.

In dit molecuul arseentrifluoride heeft arseen vijf volant-schilelektronen. Na vorming van bindingen met drie fluoratomen, krijgt arseen er nog drie bij elektronen in zijn volantschil en deze elektronenconfiguratie komt overeen met zijn dichtstbijzijnde edelgas Krypton, Kr (4s2 4p6). Zo wordt de octetregel nageleefd voor arseen.

Fluor voldoet ook aan de octetregel. Het heeft in totaal zeven volant-elektronen en na de vorming van een binding met arseen bereikt het acht buitenste schilelektronen die overeenkomen met het dichtstbijzijnde edelgas Neon (2s2 2p6).

AsF3 Lewis-structuur alleenstaande paren

Eenzame paren zijn die buitenste schilelektronen die geen bijdrage leveren aan de vorming van bindingen met andere moleculen. Ze worden getoond rond de atomen in de moleculaire lewis structuur. Deze eenzame paren spelen een belangrijke rol bij de structuurbepaling van elk molecuul.

  • Niet-gebonden elektron = Totaal aantal valance-elektronen - aantal gebonden elektronen.
  • Niet-gebonden elektronen van As: 5 – 3 = 2 of één alleenstaand paar.
  • Niet-gebonden elektronen van elk van de fluoratomen: 7 – 1 = 6 of drie eenzame paren.

Dus het totale aantal niet-gebonden elektronen in AsF3 is = [2+(6×3)] = 20

AsF3 Valentie-elektronen

Valance-schilelektronen zijn de buitenste schilelektronen van elk atoom. Ze zijn het meest reactief omdat ze de minste nucleaire aantrekkingskracht op hen hebben in vergelijking met de andere binnenste schilelektronen.

Arseen is een element uit de stikstofgroep. Het heeft dus vijf elektronen in zijn volantschil. Twee van hen in 4s orbitaal en de rest van de drie elektronen in een 4p-orbitaal met een halfgevulde elektronenconfiguratie.

Fluor is een halogeenverbinding en alle halogeenverbindingen hebben zeven elektronen in hun respectieve volantschil. Twee van hen bevinden zich in 2s-orbitaal en de rest van de vijf bevinden zich in 2p-orbitaal.

AsF3 Hybridisatie

Hybridisatie is een van de belangrijkste factoren in de chemie voor het bepalen van de moleculaire vorm. Het bepaalt de vorm en de bindingshoek van een molecuul, zoals weergegeven in de volgende tabel.

Hybridisatie van centraal atoom Structuur
spLineair
sp2Trigonale vlakke
sp3Tetraëdrische
sp3dTrigonaal bipyramidaal
sp3d2Achtvlakkig

In dit molecuul is arseen sp3 gehybridiseerd. De hybridisatie van AsF3 wordt hieronder getoond.

AsF3-hybridisatie
AsF3 Hybridisatie

Arseen heeft drie elektronen in zijn 4p-orbitaal. Fluoratoom deelt zijn ene volant-elektron met arseen en deze sp3 hybridisatie ontstaat. Hybridisatie is niets anders dan het mengen van twee atomaire orbitalen om een ​​nieuwe hybride orbitaal te genereren. in deze ruimte3 hybridisatie, één s- en drie p-orbitaal van arseen neemt deel en het percentage van s-orbitaal is 25 en p-orbitaal is 75. Uit de hybridisatie kunnen we voorspellen dat dit molecuul drie bindingsparen heeft waarbij één alleenstaand paar het molecuul trigonaal piramidaal maakt.

AsF3 oplosbaarheid

Arseentrifluoride is oplosbaar in verschillende soorten anorganische en organische oplosmiddelen zoals ether, benzeen en ammoniak. Het wordt afgebroken in water. Het is zeer reactief met water.

Is AsF3 zuur of basisch?

AsF3 is een mild basiselement vanwege het eenzame paar arseen. Arseen kan zijn eenzame paar gemakkelijk doneren aan elk atoom met een tekort aan elektronen, wat een van de belangrijkste eigenschappen van een lewis-base is. Het kan geen zuur zijn omdat het geen elektron-deficiënt molecuul is, het is eerder een elektronenrijk molecuul dat fungeert als een elektronenpaardonor en niet als een acceptor.

Is AsF3 ionisch?

AsF3 is zeker geen ionische verbinding. Het is een covalente verbinding. In dit molecuul zijn in totaal drie covalente bindingen aanwezig tussen arseen en drie fluoratomen.

In dit molecuul heeft arseen drie p-elektronen en elk van de fluoratomen deelt hun ene valance-elektron onder zeven met arseen. Deze elektronen worden gedeeld noch volledig overgedragen van fluor naar arseen en het elektronegativiteitsverschil tussen As en F is ook niet zo groot.

Om een ​​ionische verbinding te zijn, moet één atoom metaal zijn, maar dan in AsF3, arseen is metalloïde en fluor is een niet-metaal. Het is dus een covalente verbinding en geen ionische verbinding.

Is AsF3 polair of niet-polair?

Polariteit van elk molecuul hangt af van twee factoren. Zij zijn-

  1. Polariteit van elke binding
  2. Oriëntatie van de binding en de atomen.

In AsF3, As-F-binding is relatief polair vanwege het kleine elektronegativiteitsverschil tussen hen en de structuur van dit molecuul is trigonaal piramidaal. Het ene bindingsmoment kan dus niet worden tenietgedaan door een ander bindingsmoment.

Al deze redenen geven dus aan dat AsF3 is zeker een polair molecuul met een permanent dipoolmoment.

Conclusie

De gedetailleerde uitleg over de structuur, bindingshoek, vorm en andere relevante onderwerpen van AsF3 worden benadrukt door het bovenstaande artikel. We kunnen zien dat dit molecuul een trigonale piramidale structuur vertoont met een bindingshoek van 96.20 en met twee en zes niet-bindende elektronen op respectievelijk arseen en fluor.

Lees ook: