Clcn lewis-structuur, kenmerken: 13 feiten die u moet weten:

by

 In dit artikel gaan we het hebben over de structuur, kenmerken en 13 essentiële feiten van clcn Lewis met betrekking tot cyanogeenchloride.

Clcn is een kleurloos, gemakkelijk gecondenseerd giftig gas. Het heeft een scherpe geur. Het behoort tot de categorie van pseudohalogeen. Het wordt geproduceerd wanneer natriumcyanide wordt geoxideerd met chloorgas. De reactie omvat een tussenproduct dat cyanogeen is. In aanwezigheid van zuur trimeriseert het om cyanuurchloride te produceren.

Clcn Lewis-structuurtekening

In de lewisstructuur van clcn, centraal C-atoom gebruikt sp hybride orbitaal om Clcn-verbinding te vormen. Wanneer het C-atoom wordt geëxciteerd, komt er 4 valance-elektron voor. Van deze 4 elektronen wordt er 1 gebruikt bij het maken van een sigma-binding met het Cl-atoom. Vandaar dat 1 elektron van het Cl-atoom deelneemt aan de binding met het centrale C-atoom, terwijl de resterende 6 elektronen bestaan ​​als 3 eenzame elektronenparen.

Resterende 3 vele elektronen van het C-atoom vormen 1 sigma- en 2 pi-bindingen met het N-atoom. Daarom bestaat er geen eenzaam paar op het C-atoom. N heeft 5 valentie-elektronen, slechts 2 blijven ongebruikt, dit bestaat als 1 eenzaam elektronenpaar. Maar 3 elektronen nemen deel aan de binding met het centrale C-atoom.

clcn lewis structuur
clcn lewis structuur

Clcn Lewis-structuurresonantie

Resonantie of mesmerisme is een proces van het beschrijven van beweging van niet-bindende en pi-elektronen tussen atomen in verschillende soorten polyatomaire moleculen door middel van delokalisatie en resonantiehybride is een combinatie van alle resonantiestructuren. In Clcn 2 worden equivalente resonantiestructuren gevonden. In deze structuren krijgt de C-Cl-binding een gedeeltelijk dubbel bindingskarakter.

De feit achter deze afwijkende kenmerken is dat gevulde 2p-elektron, dwz een niet-bindend elektronenpaar op het Cl-atoom is gedelokaliseerd met de lege ∏* antibindende moleculaire orbitaal van de –CN-groep en het karakter van een gedeeltelijke dubbele binding wordt ontwikkeld tussen het C- en het Cl-atoom. Door dit resonantieproces wordt de drievoudige binding tussen het C- en het N-atoom gereduceerd tot een dubbele binding.

clcn lewis structuur
clcn lewis structuur resonantie

Clcn Lewis-structuurvorm

Volgens de VSEPR-theorie is de vorm van Clcn lineair waarbij het centrale koolstofatoom is bevestigd aan het Cl-atoom door een enkele binding en aan het N-atoom door een drievoudige binding. Elk atoom in Clcn ligt in een lijn. De lineaire vorm van Clcn treedt op vanwege het feit dat het centrale C-atoom sp gehybridiseerd is. Omdat Clcn een lineaire vorm heeft, is de bindingshoek in Clcn 1800.

CLCn Lewis-structuur Formele lading

In Clcn wordt de formele lading op de gegeven atomen berekend met de volgende formule:

Formele lading (FC) op elk atoom = valance-elektronen van het atoom- (totale bindingselektronen) / 2- Aantal niet-bindende elektronenpaar.

Vandaar formele lading op centraal C-atoom in Clcn =4-8/2-0= 0.

Formele lading op N-atoom van –CN-groep in Clcn =5-6/2-2=0.

Formele lading op Cl-atoom in Clcn-verbinding =7-2/2-6=0.

Vandaar dat de formele lading op het centrale C-atoom in Clcn gelijk is aan 0. Alle atomen in Clcn hebben geen formele lading, waardoor de hele verbinding elektrisch neutraal is.

Clcn Lewis-structuurhoek

In Clcn gebruikt het centrale koolstofatoom sp hybride orbitaal om bindingen te vormen met de chloridegroep en het N-atoom, dwz de hoek tussen Cl-CN is 1800. Het N-atoom in de -CN-groep is ook sp gehybridiseerd.

Wanneer het Cl-atoom geconjugeerd is met de -CN-groep, wordt het Cl-atoom sp2 gehybridiseerd. Omdat het centrale C-atoom in Clcn sp gehybridiseerd is en de hoek 180 . is0, is de verbinding Clcn lineair van aard.

Capture 11
clcn lewis structuur hoek

Clcn Lewis-structuur Octetregel

in de clcn lewis structuur, alle atomen, dwz Cl, C, N voldeden aan hun octet. Het centrale C-atoom in Clcn vormt 1 sigma-binding met Cl-atoom en een andere met N-atoom. Tegelijkertijd vormt het 2 pi-bindingen met het N-atoom door overlap van 2 p-orbitalen van het C- en het N-atoom. Vandaar dat het centrale C-atoom 4 bindingen vormt die in totaal 8 elektronen bevatten.

Cl-atoom vormt 1 enkele binding met centraal C-atoom en bevat 3 eenzame elektronenparen, dwz in totaal 8 elektronen die aanwezig zijn in Cl. Het N-atoom vormt 1 sigma- en 2 pi-bindingen met het centrale C-atoom en bevat ook 1 eenzaam paar, dus in totaal 8 elektronen in N. Volgens de octetregel is Clcn een stabiele verbinding.

CLCn Lewis-structuur alleenstaande paren

Het enige elektronenpaar zijn die valance-elektronen die niet worden gedeeld wanneer 2 atomen zijn verbonden door een covalente binding. Het wordt ook gedefinieerd als een ongedeeld elektronenpaar.

De formule waarmee we het enige elektronenpaar op de gegeven atomen in Clcn kunnen berekenen, wordt hieronder gegeven:

Eenzame elektronenparen aanwezig op een atoom = elektronen die aanwezig zijn op de volantschil van het atoom - hoeveel chemische bindingen gevormd door dat specifieke atoom.

Eenzaam elektronenpaar aanwezig op centraal C-atoom in Clcn= 4-4=0 dwz 0 eenzaam elektronenpaar.

Eenzaam elektronenpaar aanwezig op N-atoom van –CN-groep in Clcn=5-3=2 dwz 1 ongedeeld elektronenpaar.

Eenzaam elektronenpaar aanwezig op Cl-atoom in Clcn-verbinding = 7-1 = 6 dwz 3 niet-bindende elektronenparen.

Deze niet-bindende elektronenparen zijn afgebeeld in de lewis structuur van Clcn op C, N, Cl-atomen als elektronenstippen.

Clcn Volant-elektronen

Om het totale aantal valance-elektronen in Clcn te achterhalen, is het essentieel om te weten hoeveel valance-elektronen aanwezig zijn in C-, N- en cl-atomen. In C is het totale aanwezige valentie-elektron 4 (2s2 2p2). Stikstofatoom heeft een elektronische configuratie in de grondtoestand van 1s2 2s2 2p3, dus in totaal 5 valance-elektronen aanwezig in het N-atoom en uit de elektronische configuratie van het Cl-atoom zien we dat er 7 valance-elektronen bestaan.

Dus het totale volant-elektron van Clcn is gelijk aan de som van het volant-elektron van C, Cl, N-atomen.

Het totale valentie-elektron dat aanwezig is in Clcn is (4*1)+(1*5)+(7*1)=16.

Clcn-hybridisatie

We weten dat zuivere atomaire orbitalen niet deelnemen aan binding omdat ze verschillende energieën hebben. Om deze reden mengen atomaire orbitalen van verschillende energie zich om hybride orbitalen van vergelijkbare energie te vormen. Dit proces wordt ontkend als hybridisatie.

Het C-atoom heeft de elektronische configuratie van 2s2 2p2 in grondenergie en we zien dat er slechts 2 ongepaarde elektronen aanwezig zijn in de volantschil van het C-atoom en om Clcn te produceren, zijn er 4 ongepaarde elektronen nodig. Wanneer wat energie wordt toegepast, gaan 1 2s-elektronen de lege 2p-orbitaal binnen, waardoor in totaal 4 ongepaarde elektronen in de volantschil van het C-atoom ontstaan.

In de volgende stap geeft 1 Cl-atoom zijn 1 ongepaarde elektron om een ​​C-Cl-binding te vormen. Eerst vormt het N-atoom 1 sigma-binding met het centrale C-atoom door zijn 1 ongepaarde elektron te gebruiken, dan vormen de resterende 2 ongepaarde elektronen van de 2p-orbitaal van het N-atoom pi-bindingen met het centrale C-atoom. Omdat het centrale C-atoom 2 sigma- en 2 pi-bindingen vormt, wordt het sp-gehybridiseerd.

Capture 12
Clcn-hybridisatie

Clcn-oplosbaarheid

Clcn is een polaire verbinding. Omdat het polair van aard is, is het oplosbaar in polair oplosmiddel, bijv. water, methanol, ethanol enz. Wanneer het reageert met water, ondergaat het een langzame hydrolyse om zich te vormen cyanaat (NCO-) en chloride-ionen (cl-) en H+-ionen worden ook geproduceerd. Deze reactie vindt plaats in een neutraal pH-medium.

Capture 13
Reactie van Clcn met water

Is Clcn ionisch?

Clcn is een ionische verbinding. Dit komt door het feit dat het uiteenvalt in ionen wanneer het zich in gesmolten toestand of in waterige toestand bevindt. Wanneer Clcn wordt toegevoegd in een waterig medium, worden isocyanaat-, chloride- en H+-ionen gevormd. Omdat het ionen vormt in een waterige oplossing, is het een ionische verbinding.

De waterige oplossing van Clcn geleidt ook elektriciteit, zoals andere ionische verbindingen doen wanneer ze oplossen in een waterige oplossing. 

Is Clcn zuur of basisch?

Clcn is eenvoudig van aard. Het is zowel een bronsted als een lewis base. Wanneer het reageert met Lewiszuur, doneert het zijn enige elektronenpaar via het N-atoom en vormt het een coördinatieverbinding.

Wanneer het reageert met zuur dat H+-ionen geeft, accepteert het H+-ionen door zijn enige elektronenpaar via het N-atoom te doneren. Donatie van een enkel paar vindt plaats via het N-atoom omdat N minder elektronegatief is dan het Cl-atoom, dwz +ve lading gunstig op het N-atoom dat Cl-atoom.

Is Clcn polair of niet-polair?

Clcn is polair van aard. Een verbinding blijkt polair te zijn als niet alle bindingsmomenten in de verbinding worden opgeheven. In deze verbinding, vanwege de aanwezigheid van een sp-gehybridiseerde -CN-groep, ligt het C-Cl-bindingsmoment in de richting van de -CN-groep.

In de Clcn-verbinding wordt het eenzame paar op het Cl-atoom gedelokaliseerd met de lege ∏ * antibindende orbitaal van de -CN-groep en om deze reden creëert de -ve-pool op het N-atoom en de +ve-pool op het chlooratoom. Daarom vindt er een grotere ladingsverdeling plaats. Daarom is Clcn in polair van aard en zijn dipoolmoment niet gelijk aan nul.

Is Clcn lineair of tetraëdrisch?

Clcn heeft een lineaire vorm met sp-hybridisatie van het centrale C-atoom. Dus de kans op een tetraëdrische vorm doet zich niet voor.

Conclusie

Door de bovenstaande feiten die we hebben besproken, wordt geconcludeerd dat Clcn een polaire, ionische, covalente verbinding is waarin het centrale C-atoom sp hybride orbitaal gebruikt. Het is mengbaar met water omdat het een polaire verbinding is. Het is zowel qua octet als resonantie een stabiele verbinding.

Lees ook: