5 stappen bij het tekenen van FCN Lewis-structuur, hybridisatie (opgelost!)

by

Cyaanfluoride (FCN) bestaat uit een lineaire rangschikking van atomen met koolstof (C) in het midden, gebonden aan stikstof (N) en fluor (F). De Lewis-structuur toont een drievoudige binding tussen C en N (elk draagt ​​respectievelijk 4 en 5 valentie-elektronen bij) en een enkele binding tussen C en F (F draagt ​​7 valentie-elektronen bij). Het totaal aantal gebruikte valentie-elektronen is 16. Er zijn geen alleenstaande paren op C, maar alleenstaande paren zijn aanwezig op zowel N als F. Het molecuul is polair vanwege het elektronegativiteitsverschil (C: 2.55, N: 3.04, F: 3.98), het beïnvloeden van de reactiviteit en intermoleculaire interacties.

FCN Lewis-structuur, ook bekend onder de chemische naam als cyanogeenfluoride, is een anorganisch molecuul met een molecuulgewicht van 45.016 g/mol.

FCN Lewis-structuur
FCN Lewis-structuur

Enkele feiten over de structuur van FCN Lewis:

  • Molaire massa/molecuulgewicht = 45.016 g/mol.
  • Kookpunt = -46.17 0C , Smeltpunt = – 82 0C.
  • Kleurloos en heeft een scherpe geur.
  • Giftig gas.
fcn lewis structuur
3D-weergave van FCN Lewis-structuur (cyanogeenfluoride) van wikipedia

FCN lewis structuur:

FCN Lewis-structuur of Lewis-puntstructuur is een elektronische weergave van een molecuul dat de oriëntatie van de bindingen vertegenwoordigt, samen met de formele lading die is verkregen door elk samenstellend atoom dat het molecuul omvat.

Kortom, het gaat over de moleculaire representatie. De Lewis kennen stipstructuur van een molecuul is de eerste en belangrijkste stap op weg naar het decoderen van de fysische en chemische eigenschappen en kenmerken van een molecuul.

Stappen om een ​​Lewis-structuur van FCN te tekenen:

  • De eerste stap omvat het tellen van het totale aantal beschikbare elektronen. Fluoratoom (F) behoort tot 17th groep van het periodiek systeem en bevat 7 totale valentie-elektronen. Koolstofatoom behoort tot groep 14th ( C ) en heeft in totaal 4 valentie-elektronen en Stikstofatoom ( N ) behoort tot groep 15th en heeft in totaal 5 valentie-elektronen. Dit maakt in totaal 16 valentie-elektronen beschikbaar van elk van de samenstellende atomen om de FCN Lewis-structuur te construeren.
  • De volgende stap omvat het kiezen van het centrale atoom op basis van hun elektronegativiteitsverschil. Als centraal atoom wordt het minst elektronegatieve C-atoom met X = 2.55 gekozen. F heeft elektronegativiteit X = 3.98 en N heeft elektronegativiteit X = 3.04 (X = Omvang van elektronegativiteitsverschil)
  • Elk samenstellend atoom probeert 8 elektronen in zijn omgeving op te nemen om aan de octetregel te voldoen. Eerst worden alle atomen met hun respectieve valentie-elektronen getekend. Vervolgens wordt elk atoom zodanig uitgelijnd dat het 8 elektronen om zichzelf en met de naburige atomen kan herbergen door elektronen covalent of datief te delen.
  • C is vierwaardig van aard en vormt 4 bindingen met de andere twee atomen. Het deelt 4 van zijn valentie-elektronen met F en N. N deelt 3 van zijn valentie-elektronen en vormt een drievoudige binding met C en de resterende twee elektronen blijven als eenzaam elektronenpaar op N. F deelt 1 valentie-elektron met C dat een enkele binding vormt en resterende 6 valentie-elektronen blijven als eenzaam elektronenpaar op F.
  • Door dit te doen, krijgen we een lineair gevormd cyanogeenfluoridemolecuul dat plichtsgetrouw de octetregel volgt.

Schematische weergave van FCN wordt hieronder getoond:

fcnlewis
FCN Lewis-structuur

FCN lewis structuur resonantie:

Resonantiestructuren zijn andere representaties van de Lewis-dot-structuur die alle mogelijkheden van elektronische distributies toont, die representatie die de hoogste energie verwerft en die welke de laagste stabiele energie bereikt, wordt goed waargenomen door middel van resonantie.

Omdat de drievoudige binding een pi-elektronenwolk omvat die kan worden gedelokaliseerd, vertoont de FCN Lewis-structuur resonantie.

Een van de pi-bindingen wordt gedelokaliseerd op het N-atoom, wat resulteert in een negatieve lading en de C krijgt een positieve lading. De totale ladingsscheiding is nul als gevolg van ladingannulering en het bereiken van neutraliteit.

fcnresonantie
FCN lewis structuurresonantie.

FCN lewis structuurvorm:

FCN Lewis-structuur neemt een lineaire vorm aan. Dit is in overeenstemming met de VSEPR-theorie. Omdat C sp-hybridisatie heeft, is het het meest stabiel omdat alle elektronen zich op maximale afstand van elkaar bevinden, dwz op 1800 hoek.  

De structuur wordt getoond in het gedeelte over FCN-hybridisatie.

FCN hybridisatie :

Grondtoestand elektronische configuratie van C: [He]2s22px12p1y2pz

Opgewonden toestand elektronische configuratie van C: [He]2s12px12p1y2p1z

Elektronische configuratie van de grondtoestand van F : [He]2s22px22p2y2p1z       

Elektronische configuratie van de grondtoestand van N : [He]2s22px12p1y2p1z

C ondergaat sp-hybridisatie waarbij twee van de vier ongepaarde elektronen in de aangeslagen toestand paren met N en F. Ze vormen sigma-bindingen door te binden en te overlappen langs hun internucleaire as.

De resterende twee ongepaarde elektronen in de niet-gehybridiseerde p-subschillen van C vormen twee pi-bindingen door zijwaarts te overlappen met de ongedeelde pi-elektronenwolk van stikstof. F ondergaat sp3 hybridisatie waarbij C een sigma-binding vormt en de resterende 6 elektronen blijven als 3 eenzame elektronenparen op het F-atoom.

fknangelen
FCN Lewis-structuurhybridisatie.

FCN-valentie-elektronen:

Grondtoestand elektronische configuratie van C: [He]2s22px12p1y2pz

Elektronische configuratie van de grondtoestand van F : [He]2s22px22p2y2p1z       

Elektronische configuratie van de grondtoestand van N : [He]2s22px12p1y2p1z

Valentie-elektronen zijn de buitenste elektronen die zich in de subschillen bevinden en die deelnemen aan de vorming van chemische bindingen of ionisatie.

Hier heeft C 4 valentie-elektronen. F heeft 7 valentie-elektronen. N heeft 5 valentie-elektronen

Daarom heeft de FCN Lewis-structuur in totaal 16 valentie-elektronen.

Lees meer over Hexanol structuur en kenmerken

FCN lewis structuur lone pairs:

FCN Lewis-structuur heeft in totaal 4 eenzame elektronenparen. 3 eenzame elektronenparen bevinden zich op het F-atoom en 1 eenzaam paar bevindt zich op het N-atoom.

Eenzame elektronenparen zijn die valentie-elektronen die niet deelnemen aan de vorming van covalente bindingen.

FCN lewis structuur formele lading:

Formele aanklacht is een manier om lading toe te kennen aan elk samenstellend atoom dat informeert over de volledige lading die door het molecuul is verkregen.

Wiskundig kan het worden weergegeven als:

Formele lading = (Aantal valentie-elektronen in een vrij atoom van het element) - (Aantal ongedeelde elektronen op het atoom) - (Aantal bindingen aan het atoom)

Bovendien, lading op het molecuul = som van alle formele ladingen.

Formele lading van F = 7 – 6 – 1 = 0

Formele lading van C = 4 – 0 – 4 = 0

Formele lading van N = 5 – 2 – 3 = 0

fcnlogohoek 1
FCN lewis structuur formele lading

FCN lewis structuur octet regel:

Octetregel is de algemene regel die door een chemicus wordt gevolgd om een ​​Lewis-dot-structuur te construeren die stelt dat elk atoom 8 elektronen in zijn valentieschil probeert op te nemen om een ​​edelgasconfiguratie te verkrijgen voor maximale stabiliteit.

FCN Lewis-structuur volgt de octetregel waarbij elk samenstellend atoom 8 elektronen in zijn valentieschil heeft.

F heeft 8 elektronen om zich heen inclusief de bindingsparen, C heeft 8 elektronen inclusief de enkele en drievoudige bindingen en N heeft 8 elektronen om zich heen inclusief de drievoudige binding en de eenzame elektronenparen.

Ook moet worden opgemerkt dat zowel de binding als de eenzame elektronenparen moeten worden geteld bij het berekenen van de octet-elektronen.

FCN-oplosbaarheid :

De FCN Lewis-structuur is beter oplosbaar in oplosmiddelen met minder diëlektrische constanten. Er zijn maar weinig oplosmiddelen die hieronder ter referentie worden genoemd:

solventoplosbaarheid
WaterOnoplosbaar
EtherOplosbaar
FCN-oplosbaarheid in verschillende oplosmiddelen.

Is FCN lineair?

FCN lewis structuur is een lineair molecuul. Dit is in overeenstemming met de VSEPR-theorie.

Lineaire vorm wordt aangenomen door een triatomisch molecuul om een ​​maximale afstand tussen de eenzame paren of de bindingsparen en een minimale afstoting daartussen te hebben, waardoor maximale geometrische stabiliteit wordt verkregen.

Is FCN tetraëdrisch?

Nee, de FCN Lewis-structuur is geen tetraëdrische molecule. Het basisbegrip van een tetraëdrisch molecuul omvat 4 atomen in tetraëdrische rangschikking.

Is FCN ionisch?

FCN Lewis-structuur is ionisch van aard. Het gaat namelijk om ladingsscheiding zoals waargenomen in een van de resonantiestructuren.

FCN-molecuul omvat 3 verschillende atomen (F, C, N) met een groot elektronegativiteitsverschil, waarbij ook een drievoudige binding is betrokken met een pi-elektronenwolk.

Als gevolg hiervan kunnen elektronen worden gedelokaliseerd, wat resulteert in een gedeeltelijke ladingsscheiding die dipolen kan vormen tussen de uiteinden van het molecuul.

Maar het moet worden opgemerkt dat alle 3 atomen niet-metalen zijn, dus het heeft een covalent karakter zoals aangegeven door Regel van Fajan.

Is FCN polair of niet-polair?

FCN lewis structuur kan worden geïdentificeerd als een niet-polair molecuul als we het beschouwen als een perfect symmetrisch molecuul. FCN met F en N aan de uiteinden zijn echter niet identiek, wat verschilt in hun elektronegativiteitsverschil.

Daarom is er enige polariteit aanwezig in het molecuul, omdat de grootte van het dipoolmoment niet gelijk zal zijn over de uiteinden.

Het heeft voldoende polariteit, maar niet voldoende om een ​​perfect polair molecuul te worden genoemd.

fcnlogopolariteit
FCN dipoolmomenten weergegeven door de pijlen.

Is FCN paramagnetisch of diamagnetisch?

De FCN-lewisstructuur is paramagnetisch van aard vanwege de aanwezigheid van ongepaarde elektronen in de p-subschillen van het N-atoom. Ze blijven in hun drievoudig opgewonden toestand.

Ze worden aangetrokken door een magnetisch veld. De ongepaarde elektronen die als eenzaam elektronenpaar op stikstof blijven, vormen geen paren, maar blijven als ongepaarde elektronen in verschillende subschillen.

FCN lewis structuur hoek:

De bindingshoek wordt gedefinieerd als de hoek tussen het centrale atoom en de gebonden atomen. Hier, in de FCN Lewis-structuur, is de bindingshoek een van de drie atomen, dwz FCN.

Omdat C sp-hybridisatie heeft met N-atoom en sp3 hybridisatie met F-atoom, de bindingshoek is niet precies in de buurt van 1800 maar er dichtbij.

Is FCN een reductiemiddel?

FCN Lewis-structuur is een sterke reductiemiddel. Het anion, fluoride-ion, is een sterk reductiemiddel in een redoxpaarreacties.

Ze worden reductiemiddel genoemd.

Is FCN een oxidatiemiddel?

 FCN Lewis-structuur is geen oxidatiemiddel. Ze worden reductiemiddel genoemd en geen oxidant.

Is FCN symmetrisch of asymmetrisch?

FCN Lewis-structuur is een symmetrisch molecuul. Dit komt omdat het een lineair triatomisch molecuul is met oneindige sigmavlakken dat identiek is aan het moleculaire vlak dat alle atomen in een vlak bevat.

Omdat het oneindige moleculaire vlakken bezit, is Coo assen, daarom is het een symmetrisch molecuul.

Opmerking: Moleculair vlak is het vlak dat alle atomen bevat samen met de internucleaire as.

Gebruik van FCN:

  • Het kan worden gebruikt als sensibilisator, insecticiden, productie van kleurstoffen, polymeren.
  • Omdat het bij kamertemperatuur condenseert tot polymere vormen, is het gebruikt als een symmetrisch netwerk van polymeren.
  • Het wordt gebruikt als fluorerings- en nitrileringsmiddel.

Conclusie:

FCN Lewis-structuur is een hot topic vanwege de neiging tot polymerisatie in het onderzoek van vandaag, dat door het volgende artikel wordt geleerd dat het een lineair triatomisch molecuul is dat voor industriële doeleinden wordt gebruikt met een zeer scherpe en giftige geur.

Lees meer over Americium elektronenconfiguratie.

Lees ook: