HCN-hybridisatie: tekening, structuur en gedetailleerde uitleg

by

In dit artikel worden "HCN-hybridisatie", hybridisatie, Lewis-structuur, bindingsconnectiviteit van waterstofcyanide met gedetailleerde uitleg kort besproken.

Waterstofcyanide bekend als blauwzuur en het is een vluchtige, kleurloze en uiterst giftige brandbare vloeistof met een lineaire structuur met een bindingshoek van 1800. In deze chemische soort wordt koolstof sp gehybridiseerd met bindingsconnectiviteit met waterstof en stikstof door twee sigma- en twee pi-bindingen.

Enkele vragen over de structuur en hybridisatie van waterstofcyanide worden hieronder precies beantwoord.

HCN-hybridisatiestructuur

hybridisatie van waterstofcyanide kan eenvoudig worden verklaard door de volantbindingstheorie (VBT). Chemische binding tussen de atomen kan worden bepaald met VBT. Net als moleculaire orbitaaltheorie of MO-theorie, omvatte VBT ook kwantummechanica.

Volgens deze theorie is binding in elke chemische soort het resultaat van overlapping tussen de hybride orbitaal van de bestaande atomen. Twee atomen delen hun half gevulde orbitalen voor overlapping om de hybride orbitalen te genereren. De twee bindingsvormende atomen hebben één ongepaard elektron en na overlapping tussen de orbitalen worden twee ongepaarde elektronen van elk van de atomen gekoppeld.

In HCN is koolstof verbonden met stikstof door een drievoudige binding en waterstof met een enkele of sigma-binding. Uit deze bindingsconnectiviteit is het duidelijk dat koolstof sp gehybridiseerd is en als resultaat heeft waterstofcyanide een lineaire structuur met een bindingshoek van 1800. 2s en één 2p orbitaal van koolstofatoom nemen deel aan deze hybridisatie. Eén sp hybride orbitaal van koolstofatoom combineert met de 1s-orbitaal van waterstofatoom en een andere sp hybride orbitaal overlapt met een van de p-orbitalen tussen drie p-orbitalen van stikstofatoom die overblijven als niet-gehybridiseerd of zuiver p-orbitaal.

Sp hybridisatie
SP-hybridisatie.
Krediet van het beeld: Wikimedia Commons

Hybridisatie van HCN kan worden berekend met behulp van de volgende formule.

  • Hybridisatie= = GA + [VE – V – C]/2
  • Hybridisatie van HCN = 2+ (4-4-0)/2 = 2
  • GA = groepen atomen die aan het centrale atoom zijn bevestigd
  • VE = Volant-elektronen van centraal atoom
  • V= Valentie van centraal atoom
  • C= Positieve of negatieve lading van het molecuul.

Kijk voor meer informatie op: 7 voorbeelden van tetraëdrische moleculen: uitleg en gedetailleerde feiten

HCN Lewis-structuur

Lewis-structuur of Lewis-punt structuur helpt om de valance-elektronen of hybridisatie van een verbinding te achterhalen.

Het bepalen van lewis structuur van HCN moeten valance-elektronen van koolstof, stikstof en waterstof worden geteld vanaf hun elektronenconfiguratie. Valance-elektron van waterstof, koolstof en stikstof zijn respectievelijk 1, 4 en 5.

Centraal atoom, koolstof gebruikt zijn drie volant-elektronen om een ​​drievoudige binding met stikstof te vormen en het laatste volant-elektron voor de vorming van een enkele binding met een waterstofatoom. Evenzo gebruikt stikstof zijn drie valance-elektronen van de vijf buitenste schilelektronen om de drievoudige binding met koolstof te vormen en de rest van de twee valance-elektronen blijven als niet-gebonden elektronenpaar. Waterstof neemt deel aan de vorming van een enkele binding met koolstof door zijn enige valance-elektronen.

HCN hybridisatie
Waterstofcyanide Lewis-structuur

 Volg voor meer informatie: Is O2 een drievoudige binding: waarom, hoe, kenmerken en gedetailleerde feiten?

HCN Sigma- en Pi-bindingen

Vanaf het punt van hybridisatie is de bindingsconnectiviteit van het centrale atoom met elk van de atomen duidelijk. Het centrale atoom is koolstof en het is sp gehybridiseerd met een lineaire structuur.0. Elke covalente binding bestaat in feite uit twee elektronen van elk van de bindingsvormende atomen.

Koolstof is verbonden met een stikstofatoom door drie covalente obligaties. Van deze drie obligaties is er een sigma-binding en nog eens twee pi-obligaties. Koolstof is ook gebonden aan één waterstofatoom door één sigma-binding.

Sigma-binding is het resultaat van kop-op-overlap van twee atomaire orbitalen en pi-binding wordt gevormd door de laterale overlap van twee atomaire orbitalen. De sigma-binding is dus veel sterker dan de pi-binding. De twee pi-bindingen tussen koolstof en stikstof worden gevormd door de laterale overlap van twee p-orbitalen (mogelijk px en py of px en pz of py en pz). Rest van de p-orbitaal (pz of py of px) neemt deel aan de vorming van sigmabindingen met koolstof.

beeld 16
HCN sigma- en pi-obligaties

 Kijk voor meer informatie op: 8+ voorbeelden van intermoleculaire krachten: gedetailleerde uitleg

HCN polair of niet-polair

Polariteit van een molecuul hangt af van het elektronegativiteitsverschil van de atomen en de oriëntatie van de respectieve atomen in dat specifieke molecuul.

We kunnen de polariteit en richting van het dipoolmoment van elk van de bindingen beschouwen. Voor de sigmabinding tussen koolstof en waterstof is koolstof meer polair dan waterstof (elektronegativiteit van koolstof is 2.55 en elektronegativiteit van waterstof is 2.2 in pauling-schaal). De richting van het dipoolmoment is dus van waterstof naar koolstof. Als we de drievoudige binding tussen koolstof en stikstof beschouwen, kunnen we zien dat de richting van het dipoolmoment van koolstof naar stikstof, aangezien stikstof meer polair is dan koolstof (elektronegativiteit van stikstof is 3.04 in pauling-schaal).

Uit het bovenstaande uitleg het is duidelijk dat HCN zeker een polair is molecuul en zijn dipoolmoment is 2.9D.

HCN POLARITEIT
Polariteit van HCN.
Krediet van het beeld: Wikimedia Commons

Ga voor meer informatie door: CH2CL2 Lewis-structuur Waarom, hoe, wanneer en gedetailleerde feiten

Veel gestelde vragen (FAQ)

Is HCN oplosbaar in water?

Antwoord: Ja, HCN is oplosbaar in water omdat HCN een polair molecuul is en water ook een polair oplosmiddel. HCN is dus oplosbaar in water vanwege polair-polaire interactie.

Is HCN covalente verbinding of ionische verbinding?

Antwoord: HCN is een covalente verbinding. Waterstof is verbonden met cyanide-ion door een enkele covalente binding en in CN- koolstof is verbonden met stikstof door drie covalente bindingen (1 sigma- en 2 pi-bindingen).

Lees ook: