Fluorform (CHF3) heeft een centraal koolstofatoom (C) met 4 valentie-elektronen, gebonden aan drie fluoratomen (F) en één waterstofatoom (H). Elke F draagt 7 valentie-elektronen bij, en H draagt 1 bij, in totaal 26 elektronen. De Lewis-structuur toont drie enkele CF-bindingen en één enkele CH-binding, zonder alleenstaande paren op koolstof. CHF3 heeft een tetraëdrische geometrie met verbindingshoeken van ongeveer 109.5°. Het molecuul is polair vanwege de hoge elektronegativiteit van fluor (3.98) vergeleken met koolstof (2.55) en waterstof (2.20), wat de fysische eigenschappen zoals kookpunt en oplosbaarheid beïnvloedt, en het gebruik ervan als koelmiddel.
CHF3 staat bekend als fluorform. Het heeft een vergelijkbare structuur als methaan en is ook bekend als trifluormethaan. Drie H-atomen worden in methaan vervangen door fluoratomen. Omdat het vergelijkbaar is met methaan, zijn de vorm en bindingshoek ook vergelijkbaar met methaan, dat een tetraëdrische vorm heeft en een bindingshoek in de buurt van ongeveer 109.50. De lengtes van CH- en CF-bindingen zijn verschillend vanwege twee substituenten.
De hybridisatie van de CHF3-lewisstructuur is sp3. Door de aanwezigheid van verschillende substituenten en verschillende elektronegativiteit en asymmetrische vormen is het molecuul polair. Het kan ook oplosbaar zijn in organische niet-polaire oplosmiddelen. Het is een broeikasgas zoals chloorfluorkoolwaterstof.
Enkele belangrijke feiten over CHF3
In de fysieke toestand is de CHF3 een kleurloos gasvormig molecuul. Omdat het een gasvormige soort is, heeft het een dampdruk van ongeveer 4.38 MPa bij een temperatuur van 20 °C. Het smeltpunt en het kookpunt van dit molecuul zijn respectievelijk 118 K en 191.1 K. Eerst werd het gesynthetiseerd door de reactie van Iodoform en droog zilverfluoride.
Maar in het laboratorium wordt het bereid door de reactie van chloroform in aanwezigheid van waterstoffluoride.
CHCl3 + 3HF = CHF3 + 3HCl
Biologisch kan het worden geproduceerd door decarboxylering van trifluorazijnzuur.
In de organische reactie kan het fungeren als een bron van nucleofielen.
1. Hoe teken je de CHF3-lewisstructuur?
Lewis-structuur is een zeer belangrijk hulpmiddel voor elk covalent molecuul. Met behulp van de structuur van Lewis kan het gemakkelijk de bindingselektronen, de vorm van het molecuul, eenzame paren en valentie-elektronen van het molecuul voorspellen.
Voordat u verder gaat met de CHF3 lewis structuur er zijn een paar regels die we in gedachten moeten houden.
Allereerst moeten we de valentie-elektronen voor alle individuele atomen in het CHF3-molecuul tellen en vervolgens bij elkaar optellen. Nu moeten we het centrale atoom selecteren op basis van minder elektronegativiteit. Op basis van de grootte en minder elektronegativiteit is C hier het centrale atoom en één H- en drie F-atomen zijn hier de omringende atomen.
Nu zullen we alle atomen verbinden via een enkele binding. De valentie-elektronen van C zijn vier, H is één en F heeft zeven elektronen. In de CHF3-lewisstructuur is het aantal betrokken elektronen [4+1+ (3*7)] = 26 en volgens de octetregel zijn de benodigde elektronen [4*8 +1*2] = 34 elektronen, en de vereiste bindingselektronen zijn 34-26 = 8 elektronen en de minimaal vereiste binding, 8/2 = 4 bindingen.
Dus, in de CHF3 lewis structuur, er zijn minimaal 4 obligaties vereist en alle obligaties zijn enkelvoudig. Door alle atomen met het centrale c-atoom te verbinden via vier bindingen, hebben alle atomen hun octet voltooid, dus het is niet nodig om hier meerdere bindingen toe te voegen.
Daarna worden de eenzame paren toegewezen aan de respectieve atomen. F heeft zeven elektronen in zijn valentieschil en de bindingsvorming gebruikte slechts één elektron, dus de resterende zes elektronen verlaten als eenzame paren over F-atomen.
2. CHF3 Lewis-structuurvorm:
CHF3 lewis structuur vorm kan worden voorspeld uit de Valence Shell Pair Electrons Repulsion-theorie. Volgens deze theorie zal, als het aantal bindingselektronen voor een molecuul 8 is, de vorm van het molecuul tetraëdrisch zijn.
8 elektronen tellen molecuul zal over het algemeen vierkante planner of tetraëdrische geometrie aannemen. Maar in de vierkante planner-eenheid zal de bindingshoek tussen atomen 90 . zijn0 en er is een grote kans op steric crowding.
Maar in de tetraëdrische geometrie neemt de bindingshoek toe en neemt ook de vrije ruimte tussen het molecuul toe, zodat de kans op sterische verdringing van elke vorm van afstoting wordt geminimaliseerd.
In de CHF3 lewis structuur, het centrale atoom is hier C en de omringende atomen H en drie F-atomen zijn afgesteld op de vier hoekpunten van de tetraëdrische eenheid en gerangschikt met de juiste bindingshoek en tussenruimte.
3. CHF3-valentie-elektronen
In de CHF3 lewis structuur, worden de valentie-elektronen beschouwd voor C-, H- en F-atomen die aanwezig zijn in hun buitenste of valentie-orbitalen. Misschien zijn ze betrokken bij de vorming van een band of bestaan ze misschien als alleenstaande paren.
De elektronische configuratie van H, C en F is 1s1, [Hij]2s22p2, [Hij]2s22p2 respectievelijk. We kunnen dus zeggen dat er één elektron is van H dat ook een valentie-elektron is, C heeft vier elektronen in zijn valentieschil en F heeft zeven elektronen.
Bij H en F was één elektron betrokken om een covalente binding met C te vormen, en de rest van de zes elektronen van F bestaan als eenzame paren en alle vier de valentie-elektronen van C zijn betrokken bij één H en drie F om de CHF3-lewisstructuur te vormen.
Dus de totale valentie-elektronen in dit molecuul zijn de som van drie atomen valentie-elektronen en het aantal valentie-elektronen zal zijn, 1+4+(7*3) = 26 elektronen.
4. CHF3 Lewis-structuuroctetregel
In de CHF3 lewis structuur, zullen alle individuele atomen de octetregel volgen om hun valentieschil te voltooien en de dichtstbijzijnde edelgasconfiguratie te verkrijgen door een geschikt aantal elektronen te accepteren.
Uit de elektronische configuratie van elk atoom zien we dat H één elektron in zijn valentieschil heeft en er nog één nodig heeft om dezelfde configuratie als He te krijgen. Dus één elektron van H en één elektron van C delen een binding en vervolledigen het octet van H.
F heeft zeven elektronen in zijn buitenste orbitaal en onder hen bestaan er zes als eenzame paren, en één elektron deelt met één elektron van C in een covalente binding en voltooit het octet van F door acht elektronen in zijn valentie-orbitaal te krijgen.
C heeft vier elektronen in zijn valentieschil en zijn haas heeft vier elektronen met drie F-atomen en één H-atoom en krijgt ook acht elektronen in zijn valentie-orbitaal om het octet te voltooien.
Volgens octet bevat S-orbitaal maximaal twee elektronen zoals H-atomen en p-orbitalen bevatten zes elektronen zoals C en F.
5. CHF3 lewis structuur formele lading
De formele lading is een hypothetisch concept zoals resonantie en door dit concept kunnen we de lading over een bepaald atoom in een CHF3-molecuul voorspellen door hun bindingselektronen.
De formule die we kunnen gebruiken om de formele lading te berekenen, FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp
waar nrv is het aantal elektronen in de valentieschil of buitenste orbitaal, Nlp is het aantal elektronen in het eenzame paar, en Nbp is het totale aantal elektronen dat alleen bij de vorming van de binding is betrokken.
In de CHF3 lewis structuur, C en H zijn verschillende substituenten, dus we moeten de formele lading van C, H en F afzonderlijk berekenen.
De formele lading over het C-atoom is, 4-0-(8/2) = 0
De formele lading over het H-atoom is, 1-0-(2/2) = 0
De formele lading over het F-atoom is, 7-6-(2/2) = 0
Dus de formele lading over de CHF3 lewis structuur is nul, aangezien geen enkele individuele lading enige formele lading bevat.
6. CHF3 lewis structure lone pairs
Eenzame paren zijn die elektronen die aanwezig zijn als valentieschillen maar niet deelnemen aan de bindingsvorming, het zijn ook valentie-elektronen. In de CHF3 Lewis-structuur heeft alleen F alleenstaande paren en H en C missen alleenstaande paren.
Uit de elektronische configuratie kunnen we zeggen dat F zes elektronen in zijn valentieschil heeft en volgens de octetregel deelt het één elektron met C om zijn octet te voltooien via de vorming van één enkele covalente binding. De overige zes elektronen zijn aanwezig als drie paren eenzame paren.
Voor H en C hebben ze na de vorming van een binding geen elektronen in hun valentieschil, dus ze missen alleenstaande paren.
Dus, de totale eenzame paren in de CHF3 lewis-structuur zal zijn, 3*3 = 9 paar eenzame paren.
7. CHF3 lewis-structuurbindingshoek:
De bindingshoek zal 109.5 . zijn0 wat voor ABX zal zijn3 of AX4 moleculen zoals CHF3. Het neemt een tetraëdrische structuur aan, zodat de bindingsengel perfect is voor die geometrie.
De CHF3 lewis structuur neemt tetraëdrische geometrie aan volgens de VSEPR-theorie. Volgens deze theorie zal de bindingshoek van het molecuul 109.5 . zijn0. De grootte van F en H is erg klein, dus er is geen kans op afstoting van alleenstaande paren - bindingspaarafstoting en om deze reden is er geen afwijking van de werkelijke bindingshoek.
Maar vanwege de elektronegativiteit F probeer de elektronendichtheid ernaartoe te trekken en om deze reden is de FCF-bindingshoek ongeveer 1080 maar de FCH-bindingshoek blijft 109.50.
8. CHF3 lewis structuurresonantie
Er is geen resonantiestructuur waargenomen voor de CHF3-lewisstructuur. Resonantie is het concept waarmee in een molecuul de delokalisatie van elektron plaatsvindt in zijn verschillende skeletstructuur.
Voor de CHF3 lewis structuur, er is een andere skeletstructuur is niet mogelijk, F is het meest elektronegatief, dus het geeft de elektronendichtheid niet vrij en H is gebrek aan elektronendichtheid. Er is dus geen mogelijkheid om de resonerende structuur voor de CHF3 lewis structuur.
9. CHF3-hybridisatie
Hybridisatie is ook een hypothetisch concept waarbij het mengen van verschillende orbitalen van verschillende energie om een nieuwe hybride orbitaal van equivalente energie te vormen. Voor de CHF3 lewis structuur, worden de orbitalen van C, H en F gemengd om een sp3-hybride orbitaal te vormen.
We berekenen de CHF3-hybridisatie met behulp van de volgende formule,
H = 0.5(V+M-C+A), waarbij H= hybridisatiewaarde, V is het aantal valentie-elektronen in het centrale atoom, M = monovalente atomen omgeven, C = nee. van kation, A = nee. van het anion.
Voor de CHF3-lewisstructuur heeft C 4 valentie-elektronen die betrokken zijn bij de vorming van bindingen, en zijn één H- en drie F-atomen aanwezig.
Dus de centrale C in de CHF3 lewis structuur is, ½(4+4+0+0) = 4 (sp3) gehybridiseerd.
| Structuur | Hybridisatiewaarde | Staat van hybridisatie van centraal atoom | Bond hoek: |
| Lineair | 2 | sp /sd /pd | 1800 |
| planner trigonaal | 3 | sp2 | 1200 |
| Tetraëdrische | 4 | sd3/ sp3 | 109.50 |
| Trigonaal bipyramidaal | 5 | sp3d/dsp3 | 900 (axiaal), 1200(equatoriaal) |
| Achtvlakkig | 6 | sp3d2/ NS2sp3 | 900 |
| vijfhoekige bipiramidale | 7 | sp3d3/d3sp3 | 900, 720 |
Volgens de VSEPR-theorie kunnen we zeggen dat uit de bovenstaande tabel, als de centrale atoomhybridisatiewaarde 4 is, het sp is3 gehybridiseerd.
In het kaderdiagram wordt getoond dat: één s orbitaal en drie p orbitalen of C ondergaan ontbrekende om een sp . te vormen3 hybride orbitaal. Alleen sigma-bindingen zijn toegestaan in de hybridisatie.
10. CHF3-oplosbaarheid
CHF3 is een organisch molecuul, dus verwacht wordt dat het oplosbaar is in organische oplosmiddelen zoals benzeen, tolueen, ethanol, enz. Maar het is oplosbaar in water.
Hoewel CHF3 een organisch molecuul is, is het een polair molecuul en is water een polair oplosmiddel, dus het wordt opgelost in een watermolecuul (zoals oplossen).
11. Is CHF3 ionisch?
Alle covalente moleculen hebben volgens de regel van Fajan een percentage van het ionische karakter. Er wordt dus verwacht dat de CHF3 lewis structuur heeft ook een ionisch karakter.
F is het meest elektronegatieve atoom en in de ionisatievorm van CHF3 lewis structuur, het kan fluoride ioniseren. Nogmaals, uit het ionische potentieel van dit molecuul kunnen we zeggen dat het molecuul polariseerbaar kan zijn, zodat het een ionisch karakter heeft.
12. Is CHF3 zuur of basisch?
CHF3 is minder zuur. Er zit een zuur proton in.
Vanwege de aanwezigheid van drie elektronegatieve atomen F zullen ze de elektronendichtheid naar zich toe slepen en om deze reden wordt de C_H-binding zwakker en kan deze gemakkelijk worden gesplitst en H gemakkelijk worden vrijgegeven.
We kunnen dus zeggen dat het CHF3-molecuul een proton- of H-atoom afstaat en zich gedraagt als een zuur, maar van de pka-waarde is het minder zuur.
13. Is CHF3 polair of niet-polair?
Uit de CHF3-lewisstructuur kunnen we zeggen dat het molecuul asymmetrisch is vanwege deze reden dat het een polair molecuul is. Omdat het een permanent dipoolmoment heeft.
In de CHF3 lewis structuur, het dipoolmoment werkt van C naar meer elektronegatieve F-atomen. Voor de asymmetrische structuur is er geen kans om het dipoolmoment op te heffen en het molecuul heeft een resulterend dipoolmoment en maakt het polair.
14. Is CHF3 tetraëdrisch?
Ja, het CHF3-molecuul is tetraëdrisch. De hybridisatiewaarde en volgens de VSEPR-theorie bevestigde ook de structuur ervan.
15. Is CHF3 lineair?
Nee, het molecuul is niet lineair. Zoals eerder besproken, is het tetraëdrische geometrie en heeft het een permanent dipoolmoment voor zijn asymmetrische structuur.
Conclusie
Uit de hele discussie over de CHF3 lewis structuurkunnen we concluderen dat het molecuul tetraëdrisch is met sp3-hybridisatie. Het molecuul is zuur vanwege de aanwezigheid van zure protonen en het molecuul is ook polair vanwege zijn asymmetrische structuur.
Lees ook:
- Sbr4 Lewis-structuur
- Pcl5 Lewis-structuur 2
- Nacl Lewis-structuur
- Nf4 Lewis-structuur
- Cabr2 Lewis-structuur
- Propaanzuur Lewis-structuur
- Cunh34 2 Lewis-structuur
- I3 Lewis-structuur
- Ncl4 Lewis-structuur
- Al2o3 Lewis-structuur
Hallo……Ik ben Biswarup Chandra Dey, ik heb mijn master in scheikunde behaald aan de Centrale Universiteit van Punjab. Mijn specialisatiegebied is Anorganische Chemie. Bij scheikunde gaat het niet alleen om het regel voor regel lezen en onthouden, het is een concept dat je op een gemakkelijke manier kunt begrijpen en hier deel ik het concept over scheikunde dat ik leer, omdat kennis de moeite waard is om het te delen.
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!