Clo4-Lewis-structuur, geometrie, hybridisatie: 7 stappen (opgelost)

by

Perchloraation (ClO4-) bestaat uit een centraal chlooratoom (Cl) omgeven door vier zuurstofatomen (O), met 7 valentie-elektronen van Cl en 6 van elke O, plus een extra elektron van de negatieve lading, in totaal 32 elektronen. De Lewis-structuur toont drie dubbele bindingen tussen Cl- en drie O-atomen, en één enkele binding met een O-atoom dat de negatieve lading draagt. Dit resulteert in een tetraëdrische geometrie met verbindingshoeken van ongeveer 109.5°. Het perchloraation valt op door zijn resonantiestabilisatie, waarbij gelijkwaardige structuren de negatieve lading over de zuurstofatomen verspreiden. Het hoge oxidatiepotentieel is aanzienlijk in toepassingen zoals raketbrandstoffen en explosieven.

ClO4-Lewis-structuur
ClO4-Lewis-structuur

perchloraat,ClO4 - is een eenwaardig anion dat bestaat uit een chlooratoom verbonden met vier zuurstofatomen. Het molecuulgewicht is 99.45 g/mol en is een goede oxidator.

Feiten over Perchloraat,ClO4-

Perchloraat, ClO4 - is een anorganisch anion dat eenwaardig is. Het combineert met andere metalen om stabiele zouten te vormen zoals ammoniumchloraat, natriumchloraat, kaliumchloraat, perchloorzuur. Het meest eenvoudige zout is perchloorzuur. Er zijn voornamelijk door de mens gemaakte en natuurlijke perchloraten.

Natriumperchloraat kan worden gevormd door oxidatiereactie van een waterige oplossing van natriumchloraat. Er is waargenomen dat bliksem in aanwezigheid van chloor ook perchloraten produceert. Het bestaat als een witte kristallijne vaste stof of kleurloze vloeistof die vuur krijgt bij blootstelling aan hitte.

De lozingsbronnen van perchloraten zijn voornamelijk desinfectiemiddelen, bleekmiddelen, raketstuwstoffen, enz. Deze lozingen veroorzaken verontreiniging van het water. Dit kan alleen worden verwijderd door water onder hoge druk uit te spoelen. Het is giftig naar schildklier. Het wordt voornamelijk gebruikt in vuurwerk, controle van statische elektriciteit in voedselverpakkingen, oxidatiemiddel in vaste drijfgassen, vuurwerk, airbag-initiatoren voor voertuigen.

Lewis-structuur van perchloraat, ClO4-

De Lewis-structuur van perchloraat wordt getrokken door de volgende stappen.

  • De atomen die aanwezig zijn in perchloraat is één chloor met vier zuurstofatomen. Er is ook een overschot aan elektron. Dus laten we het totale aantal aanwezige valentie-elektronen berekenen. Het is 7+6X4+1 = 32.
  • Schrijf in de volgende stap chloor als centraal atoom met vier zuurstof eromheen. Vorm een ​​enkele binding tussen elk chloor en zuurstof. Voor bindingsvorming waren acht elektronen nodig. De overige elektronen zijn volgens de octetregel gelijkelijk over alle zuurstofatomen verdeeld.
clo4-lewis structuur
Lewis-structuur van ClO4 -
  • Als we kijken naar de formele beschuldigingen van het bovenstaande: Lewis-structuur het blijkt respectievelijk 3 en -1 te zijn voor chloor en zuurstof. Om een ​​stal te krijgen structuur het is een formele lading moet worden verlaagd.
  • Daarom delen drie zuurstofatomen hun elektronen met chloor om een ​​nieuwe binding te maken. Daar door de formele lading te verminderen om een ​​​​stal te verkrijgen Lewis-structuur voor perchloraat.
b
Stal Lewis-structuur van ClO4 –

Resonantie in perchloraat, ClO4-

Perchloraat-ionen hebben resonantiestructuren vanwege de beweging van een eenzaam paar elektronen geassocieerd met zuurstofatoom. Dit geeft aanleiding tot vier structuren voor perchloraation. Al zijn eigenschappen en elektronische opstelling blijven tijdens dit proces behouden. Het is gewoon de beweging van de negatieve lading geassocieerd met het zuurstofatoom.

c
Resonantie in ClO4 -

Octetregel in perchloraat, ClO4-

In perchloraation is er één chloor met vier zuurstofatomen. Van zijn stal Lewis-structuur we kunnen begrijpen of het octet gehoorzaamt of niet. Als we naar alle zuurstofatomen kijken, hebben ze na de vorming van een binding acht elektronen in de buitenste schil. Dus gehoorzamen ze de octetregel. In het geval van chloor heeft het meer dan acht, dat wil zeggen dat het een hypervalent atoom is en stabiel is.

Vorm en hoek van perchloraat, ClO4-

De vorm van moleculen wordt meestal ontdekt via de VSEPR-theorie. Op basis van deze theorie kunnen we de geometrie van perchloraation voorspellen. Het is AX4 type molecuul zonder eenzame paren in het centrale atoom. Hier is chloor bevestigd met vier zuurstof. Daarom is het sterische getal vier.

Daarom kan het ofwel een tetraëdrische vorm hebben als er geen eenzaam paar is met een centraal atoom, of een andere vorm, afhankelijk van het aantal alleenstaande paren. Hier is er geen eenzaam paar met chloor, het heeft een tetraëdrische vorm met een bindingshoek van 109.50 tussen de obligaties. De bindingslengte van de chloorzuurstofbinding is bijna 1.44 pm.

d
Vorm en bindingshoek in ClO4 -

Formele lading in Perchloraat,ClO4-

De formele lading van perchloraat wordt berekend via zijn meest stabiele Lewis-structuur.

Formele lading van een atoom = (Valentie-elektronen – Aantal niet-gebonden

elektronen - aantal gemaakte bindingen)

De formele lading van chloor = 7-0-7 = 0
De formele lading van zuurstof = 6-4-2 = 0

Daarom is de formele lading van perchloraat nul.

Valentie-elektronen in perchloraat, ClO4-

Het totale aantal valentie-elektronen dat betrokken is bij perchloraation is 32.

Eenzaam paar in perchloraat, ClO4-

Eenzame elektronenpaar kan worden gevonden met perchloraation. Centraal atoom chloor heeft er geen. Maar het omsloten zuurstofatoom wel. Drie van de zuurstof hebben elk twee paar en één heeft drie paar. Dus in totaal zijn er negen eenzame paren aanwezig in het perchloraation dat is geassocieerd met het zuurstofatoom.

e
Eenzame paren in ClO4 -

Hybridisatie in perchloraat,ClO4-

De hybridisatie van het perchloraatmolecuul kan worden bepaald door de volgende vergelijking.

Hybridisatie = ½[ valentie-elektronen – eenwaardig atoom – kationisch 

lading + anionische lading]

Hybridisatie = ½[7-0-0+1] = 8/2 = 4

Perchloraation volgt sp3 hybridisatie. Het heeft dus een tetraëdrische geometrie.

Oplosbaarheid van perchloraat, ClO4-

Perchloraation is zeer goed oplosbaar in water. Dit komt door de aanwezigheid van negatieve lading eromheen. Water is een polair molecuul met H+ en OH- ionen. Wanneer het oplost in water zal het zich combineren met H+ ion om perchloorzuur te vormen. Vanwege de niet-polaire aard van bepaalde organische oplosmiddelen is het daarin niet oplosbaar.

Is Perchloraat,ClO4- Ionisch of niet?

Perchloraation is een anion. Dat is een negatieve lading die aan het molecuul is gekoppeld. Het is dus ionisch van aard.

Is Perchloraat,ClO4- Polair of niet?

Perchloraat is een niet-polair molecuul. Er is een elektronegativiteitsverschil te zien tussen de atomen. Maar het molecuul is symmetrisch van vorm. Dus het dipoolmoment van elke binding werd geannuleerd. Daarom blijft het een niet-polair molecuul.

Is Perchloraat,ClO4- Zuur of niet?

Sommige van de stabiele perchloraten blijken zuur van aard te zijn. Maar sommige zijn neutraal. Perchloorzuur, ammoniumperchloraat zijn zuren, maar de andere zoals natriumperchloraat, kaliumperchloraat zijn noch zuur noch base. Het zijn neutrale stoffen.

Is Perchloraat-ion, ClO4- Tetraëdrisch of lineair?

Perchloraat is een molecuul met tetraëdrische vorm geven aan. Het volgt sp3-hybridisatie met nul eenzame paren rond het centrale atoom.

f
Tetraëdrische vorm van ClO4 -

Conclusie

Perchloraat, ClO4- is een anorganisch anion dat in sp3-gehybridiseerde toestand is met tetraëdrische geometrie, bindingshoek van 109.50. Door zijn symmetrische vorm is het niet-polair en goed mengbaar in water. Sommige van zijn stabiele verbindingen zijn neutraal en sommige zijn zuur van aard. Zijn Lewis-puntstructuur wordt getekend door zijn 32 valentie-elektronen te nemen.

Lees ook: