7 eenvoudige stappen voor Cl2CO Lewis-structuur, hybridisatie (opgelost)

Fosgeen (Cl2CO) heeft een centraal koolstofatoom (C) met 4 valentie-elektronen, gebonden aan twee chlooratomen (Cl) en één zuurstofatoom (O). Elke Cl draagt ​​7 valentie-elektronen bij en O draagt ​​6 bij, in totaal 24 elektronen. De Lewis-structuur vertoont een dubbele binding tussen C en O, en twee enkele bindingen tussen C en elk Cl-atoom. Het molecuul neemt een trigonale vlakke geometrie aan rond het koolstofatoom, met bindingshoeken van ongeveer 120 °, kenmerkend voor sp²-hybridisatie. De C=O-binding is zeer polair vanwege het elektronegativiteitsverschil (C: 2.55, O: 3.44), wat de reactiviteit en toxiciteit van Cl2CO beïnvloedt.

Cl2CO Lewis-structuur omvat 1 koolstofatoom omgeven door 2 chlooratomen en 1 zuurstofatoom. Hier is er het delen van elektronen waarbij koolstof zijn 2 elektronen deelt met zuurstof en een dubbele covalente binding vormt en de andere 2 elektronen met elk chlooratoom leidend tot 2 enkele covalente bindingen. Dit voltooit de octetstabiliteitseis voor elk van de betrokken atomen.

Cl2CO Lewis-structuur
Cl2CO Lewis-structuur

Cl2CO Lewis-structuur genoemd als carbonylchloride en aangesproken als giftig gas Fosgeen is een zeer populaire gasvormige verbinding in de organische chemie. Het heeft een zeer sterke geur zoals die van muf hooi en is kleurloos. Cl2CO Lewis-structuur wordt gebruikt bij het maken van organische kleurstoffen en veel nieuwe polymeren zoals polycarbonaatharsen en polyurethaanharsen.

Cl2CO Lewis-structuur
Cl2CO lewis structuur weergave

Het bespreken van de fysische en chemische eigenschappen van de Cl2CO lewis structuur is onbrandbaar en de geur heeft verstikkende en verstikkende eigenschappen. De Cl2CO Lewis-structuur heeft een lange geschiedenis waarin het werd gebruikt als een chemisch instrument en als irriterend middel voor de longen, verantwoordelijk voor alle verkeerde redenen die de levens van ongeveer 85,000 mensen verstoorden. Later in de 19e eeuw werd het gebruikt als een belangrijke chemische stof tijdens de industriële revolutie.

Afgezien van historische en toxicologische betekenis Cl2CO lewis structuur wordt in veel chemische reacties gebruikt en de reactie van fosgeen met elk ander organisch substraat wordt fosgenering genoemd. Zo reageren diolen, vooral bisfenol, met de Cl2CO lewis-structuur om polycarbonaten te vormen. In het huidige scenario wordt het gebruik van fosgeen in het laboratorium vermeden bij organische synthese vanwege veiligheidsoverwegingen.

Om de structuur van de Cl2CO Lewis-structuur te begrijpen, is het belangrijk om ons te concentreren op de vorming van de Lewis-structuur, die verderop wordt besproken.

Hoe een Cl2CO Lewis-structuur te tekenen?

Bepaalde stappen zijn belangrijk bij het bepalen van de exacte Cl2CO Lewis-structuur

Stap 1: Berekening van het totale aantal betrokken valentie-elektronen

Het is heel duidelijk uit de formule van de Cl2CO Lewis-structuur dat er 3 elementen betrokken zijn bij de structuurvorming. Koolstof (atoomnummer = 6 en elektronische configuratie = 2,4) behoort tot de 14e groep van het periodiek systeem en heeft 4 valentie-elektronen. Evenzo behoren zuurstof (atoomnummer = 8 en elektronische configuratie = 2,6) en chloor (atoomnummer = 17 en elektronische configuratie = 2,8,7) tot groep 16 en 17 van het periodiek systeem met respectievelijk 6 en 7 valentie-elektronen. Dus het totale aantal betrokken valentie-elektronen is 4 + 6 + 7*2 = 24

Stap 2: Op zoek naar het centrale atoom

Het centrale atoom in de Cl2CO Lewis-structuur is het atoom met de minste elektronegativiteit, omdat het helpt bij de juiste verspreiding van de elektronendichtheid voor een betere stabiliteit. In de Cl2CO Lewis-structuur is koolstof het minst elektronegatief en wordt het aangeduid als het centrale atoom omringd door eindstandige chloor- en zuurstofatomen.

Stap 3: Voltooiing van de octetstabiliteit

Octet-regelvoltooiing is de volgende stap in de vorming van Cl2CO Lewis-structuur door middel van delen. Koolstof is het centrale atoom dat 4 valentie-elektronen heeft en er nog 4 nodig heeft om de octetstabiliteit te voltooien. Het zal dus zijn 2 elektronen delen met de 2 elektronen van het zuurstofatoom. Dit voldoet aan de stabiliteitsvoorwaarde van het zuurstofatoom dat slechts 2 elektronen nodig had en resulteert in dubbele covalente bindingen. De resterende 2 elektronen van de koolstof worden gedeeld met 1 elektron van elk chlooratoom, wat leidt tot 2 enkelvoudige covalente bindingen.

Stap 4: Berekening van de formele kosten

Berekening van formele kosten is de laatste stap in elke lewis structuur vorming. Om ervoor te zorgen dat de Cl2CO Lewis-structuur betrouwbaar is, moet deze de laagste formele lading hebben voor elk betrokken element. Hier is de formele lading van koolstof, zuurstof en chloor 0, wat de identiteit van de Cl2CO lewis-structuur bevestigt.

Behalve Cl2CO lewis structuur formatie, is het belangrijk om te letten op de bijbehorende eigenschappen die hieronder worden vermeld.

  1. Cl2CO lewis structuurresonantie
  2. Cl2CO lewis structuur vorm:
  3. Cl2CO lewis structuur formele lading
  4. Cl2CO lewis structuur hoek
  5. Cl2CO lewis structuur octet regel
  6. Cl2CO lewis structuur lone pairs
  7. Cl2CO lewisstructuur valentie-elektronen
  8. Cl2CO lewis structuur hybridisatie
  9. Cl2CO lewis structuur oplosbaarheid
  10. Is Cl2CO Lewis-structuur ionisch?
  11. Is Cl2CO Lewis structuur zuur of basis?
  12. Is Cl2CO Lewis-structuur? polair of niet-polair?
  13. Is Cl2CO lewis structuur tetraëdrisch?
  14. Is Cl2CO lewis structuur lineair?

Cl2CO lewis structuurresonantie

Resonantie of mesomerie wordt meestal waargenomen in organische verbindingen met eenzame elektronenparen en de aanwezigheid van dubbele bindingen. Cl2CO Lewis-structuur, gewoonlijk aangeduid als fosgeen, is er niet onaangeroerd door en heeft 3 canonieke of resonerende structuren gevormd vanwege de delokalisatie van elektronen.

Hier is een enkele structuur niet verantwoordelijk voor het verklaren van alle eigenschappen van de Cl2CO lewis-structuur. De hybride resonantiestructuren kunnen het best schematisch worden uitgelegd.

Cl2co resonantie
Resonantie in Cl2CO Lewis-structuur

Cl2CO Lewis-structuurvorm:

De moleculaire vorm is de 3D-weergave van elke atomaire rangschikking gevormd door het delen van elektronen in een vlak. Om de moleculaire vorm te vinden en geometrie van Cl2CO Lewis-structuur het is belangrijk om de VSEPR-theorie te volgen. 

VSEPR-theorie is gebaseerd op de feit dat elektronen, vooral eenzame elektronenparen van een negatief geladen wolk rond het molecuul en door afstoting de vorm beïnvloeden. In de context van de Cl2CO Lewis-structuur is er een centraal koolstofatoom omringd door drie elektronenrijke zuurstofatomen en 2 chlooratomen zonder eenzame paren. Vandaar de Cl2CO lewis structuur trigonaal vlak zal zijn.

fosgeen vorm
2D- en 3D-weergave van Cl2CO lewis structuur

Cl2CO Lewis structuur formele lading

De formele lading is de elektrische verdeling van atomen in de veronderstelling dat gebonden atomen de elektronen gelijkelijk in het molecuul zullen verdelen. Er is een formule om de formele lading van elk betrokken atoom te berekenen. 

FC = Valentie-elektronen – Niet-bindende elektronen – ½ Bindende elektronen

FC van C in Cl2CO lewisstructuur = 4 – 0 – ½ 8 = 0

FC van O in Cl2CO lewis structuur = 6 – 4 – ½ 4 = 0

FC van Cl in Cl2O lewisstructuur = 7 – 6 – ½ 2 = 0

Omdat de waarden het minst formeel zijn lading dus de Cl2CO lewis-structuur weergave correct en stabiel is.

Cl2CO lewis structuur hoek:

Het is heel duidelijk dat door de afwezigheid van eenzame elektronenparen, de Cl2CO lewis structuur toont een symmetrische trigonale vlakke vorm. Maar de bindingshoek C-Cl is 111.8 graden in plaats van 120 graden vanwege de dubbele binding tussen C=O die, omdat hij kort is, de elektronendichtheid vermindert, waardoor het molecuul krimpt.

Cl2CO lewis structuur octet regel

Alle atomen die betrokken zijn bij de Cl2CO-lewisstructuur volgen de octetregel en het delen van elektronen gebeurt op zo'n manier dat het voor iedereen aan de criteria voldoet. Koolstof heeft 4 valentie-elektronen en heeft er nog 4 nodig, die worden verkregen door 2 elektronen te delen met zuurstof en één elektron elk met chloor.

Chloor heeft 1 elektron nodig om zijn octet te voltooien, dat wordt verkregen door te delen met de koolstof. Zuurstof heeft 2 elektronen nodig om de 8 elektronenconditie te voltooien die wordt verkregen door 2 elektronen te delen met koolstof. Dit voltooit het octet voor elk betrokken atoom.

Cl2CO lewis structuur voltooid al zijn octetvereisten en is symmetrisch. Als we het hebben over de aanwezigheid van eenzame elektronenparen, dan maakt het alleen uit of ze aanwezig zijn op het centrale atoom. In de Cl2CO lewis structuur, is er geen eenzaam paar op het centrale koolstofatoom omdat ze allemaal worden gedeeld. Er is dus 0 eenzaam elektronenpaar.

Cl2CO lewisstructuur valentie-elektronen

Valentie-elektronen zijn de buitenste elektronen die door minder kernkrachten gemakkelijk kunnen deelnemen aan de binding. Vóór de vorming van de Cl2CO had lewis-structuurkoolstof 4 valentie-elektronen, zuurstof had 6 valentie-elektronen en chloor had 7 valentie-elektronen.

Na het delen van alle drie de elementen in Cl2CO heeft de Lewis-structuur 8 valentie-elektronen die van het grootste belang zijn vanwege stabiliteitscriteria.

Cl2CO lewis-structuurhybridisatie

Hybridisatie is een zeer belangrijk concept bij hechting. Het behandelt de atomaire orbitalen die zijn gerangschikt in volgorde van toenemende energieën. Hybridisatie kan ook worden gevonden met behulp van het concept van sterische getallen. Het sterische getal is gelijk aan het aantal atomen gebonden aan het centrale atoom + het aantal gekoppelde eenzame paren. 

In het kader van Cl2CO lewis structuur sterisch getal = 3+0 = 3. Het betekent dat hybridisatie van Cl2CO Lewis-structuur is sp2.

Cl2CO lewis structuur oplosbaarheid

De oplosbaarheid van Cl2CO Lewis-structuur is zowel in een waterig medium als in een organisch medium. Fosgeen is slecht oplosbaar in water en ontleedt in zoutzuur en kooldioxide. Cl2CO reageert ook met ethanol, maar het is volledig oplosbaar zonder neerslag in benzeen, tolueen, vloeibare koolwaterstoffen en ijsazijn.

Is Cl2CO Lewis-structuur ionisch?

Nee, de Cl2CO lewis structuur is niet ionisch. Aan de Lewis-structuur kunnen we zien dat er elektronen worden gedeeld in plaats van donatie en acceptatie. Dit bewijst dus dat de Cl2CO lewis-structuur een covalente verbinding is.

Is Cl2CO Lewis-structuur zuur of basisch?

Zoals voorspeld door de VSEPR-theorie, Cl2CO lewis structuur is een vlak molecuul en volgens zijn bereiding en reacties is het afgeleid van het acylchloride en formeel afgeleid van koolzuur. Koolzuur is een zwak organisch zuur en bewijst daarmee dat fosgeen zuur is.

Is de Cl2CO-lewisstructuur polair of niet-polair?

De polariteit van Cl2CO lewis structuur kan worden beoordeeld aan de hand van het elektronegativiteitsverschil tussen de atomen. Volgens de Pauling-grafiek is de elektronegativiteit van koolstof, zuurstof en chloor respectievelijk 2.55, 3.44 en 3.16. Ook is het elektronegativiteitsverschil tussen C=O en C-Cl meer dan 0.5 wat leidt tot een gedeeltelijke positieve lading op koolstof en een gedeeltelijke negatieve lading op zuurstof en chloor.

Ook wordt het netto dipoolmoment niet opgeheven vanwege de afwezigheid van lineariteit en symmetrie. Alle scenario's wijzen dus in de richting van Cl2CO lewis structuur een polair molecuul zijn.

Is Cl2CO Lewis-structuur tetraëdrisch?

De structuur van Cl2CO Lewis is niet tetraëdrisch vanwege veel feiten. Ten eerste volgens het concept van sterisch nummer Cl2CO heeft de Lewis-structuur sterisch nummer 3 dat wijst naar de vorm van AX3 en tetraëdrisch behoort tot de vorm van AX4. 

Een andere factor is de afwezigheid van eenzame paren op het centrale atoom. Het bewijst dat de Cl2CO lewis structuur is in geen enkel opzicht tetraëdrisch.

Is de Cl2CO-lewisstructuur lineair?

Cl2CO Lewis-structuur is geen lineair molecuul omdat er meer dan 2 atomen bij betrokken zijn. Tegelijkertijd vertoont de Cl2CO lewis-structuur volgens de VSEPR-theorie een structuur van het AX3-type. De afwezigheid van een eenzaam paar is een andere reden waarom de structuur van Cl2CO Lewis een trigonaal vlak is en niet lineair.

Conclusie

Samenvattend het bovenstaande artikel dan Cl2CO lewis structuur of fosgeen is een zeer belangrijke polaire covalente organische verbinding waarbij elektronen worden gedeeld tussen koolstof, zuurstof en chloor. Daarnaast is er geen eenzaam elektronenpaar en is het molecuul vlak met sp2-hybridisatie die oplosbaarheid vertoont in zowel waterig als organisch medium.

Lees ook: