HNO2 Lewis-structuur, kenmerken: 19 feiten die u moet weten


In dit artikel leren we in detail over de HNO2-lewisstructuur en nog veel meer karakteristieke kenmerken.

HNO2 lewis-structuur of salpeterigzuur is een anorganisch covalent molecuul. De structuur van HNO2 lewis is, hoewel matig zuur in waterige oplossing, het gedraagt ​​zich als een sterk zuur.. het centrale N-atoom in het salpeterigzuur is sp2 gehybridiseerd maar de geometrie rond de centrale N is gebogen. De geconjugeerde base van salpeterigzuurnitriet is in hoge mate resonantie gestabiliseerd en om deze reden is het zuur sterk.

In het salpeterzuur is een dubbele binding aanwezig tussen N en O, en een andere O is een enkele binding met centrale N, en H is gehecht aan een van de O-atomen die een enkele binding met N vormt. De geconjugeerde verbinding van Nitrous zuur is lachgas, ook wel lachgas genoemd.

Enkele feiten over HNO2

De fysieke toestand van de HNO2-lewisstructuur is vloeibaar. De kleur van de HNO2 is lichtblauw. Salpeterigzuur heeft een molmassawaarde is X. De dichtheid van de HNO2 lewis-structuur is 1 g/mL.

Salpeterigzuur kan worden bereid door distikstoftrioxide op te lossen.

N2O3 + H2O = 2HNO2

1.    Hoe de HNO2 lewis-structuur te tekenen??

De structuur van HNO2 Lewis bestaat uit twee O-, één N- en één H-atomen. De HNO2-lewisstructuur helpt ons om verschillende covalente kenmerken van het salpeterigzuur te vinden.

HNO2 lewis-structuur:
HNO2 Lewis-structuur

Er zijn een paar stappen die we moeten volgen om de HNO2-lewisstructuur te tekenen.

Allereerst moeten we de valentie-elektronen tellen voor de HNO2-lewisstructuurtekening. Hier berekenen we alleen de valentie-elektronen voor elke substituent die aanwezig is in de HNO2-lewisstructuur en tellen ze bij elkaar op.

De valentie-elektronen voor N-, O- en H-atomen zijn 5,6 en 1 respectievelijk. Omdat ze een groep zijn VA-, VIA- en IA-elementen. Dus de valentie-elektronen die aanwezig zijn in de HNO2-lewisstructuur zijn:  5+(2*6)+1 = 18 elektronen.

Nu in de 2nd stap, moeten we het atoom kiezen dat het centrale atoom zal zijn voor de HNO2-lewisstructuur. De grootte van N is groter dan O- en H-atomen, en ook de elektronegativiteit van N is kleiner dan O, dus we moeten N beschouwen als het centrale atoom voor de HNO2-lewisstructuur.

In de 3rd stap, we moeten controleren of alle atomen moeten gehoorzaam aan de octetregel voor stabilisatie. Volgens de octetregel moet het blokelement respectievelijk twee elektronen in de valentieschil en het p blokelement acht elektronen in hun valentieschil bevatten. H is het s-blokelement, terwijl O en N de p-blokelementen zijn.

De elektronen zouden dus nodig moeten zijn volgens de octetregel in de HNO2-lewisstructuur, (8*3) +2 = 26 elektronen. maar de valentie-elektronen voor de HNO2-lewisstructuur zijn kleiner dan de benodigde elektronen. Dus het vereiste aantal elektronen 26-18 = 8 elektronen moet worden verzameld door de 8/2 = 4 bindingen.

Nu moeten we de 4 bindingen in de HNO2-lewisstructuur om alle atomen met het centrale atoom te verbinden. Maar H zit vast aan het O-atoom in de HNO2-lewisstructuur.

In de laatste stap moeten we controleren of aan alle valentie van atomen moet worden voldaan nadat het vereiste aantal bindingen is toegevoegd. Indien nodig voegen we meerdere obligaties toe.

We voegen een dubbele binding toe tussen O- en N-atomen. We hebben ook toegevoegd alleenstaande paren over de N- en O-atomen na de bindingsvorming om een ​​duidelijk beeld te krijgen van de HNO2 lewis-structuur.

2.      HNO2 lewis structuurvorm:

De vorm van de HNO2 Lewis-structuur hangt af van de VSEPR-theorie. De AX2 type molecuul met een eenzaam paar over het centrale atoom heeft altijd een trigonale piramidale structuur, maar als er een afwijkingsfactor aanwezig is, verandert het zijn geometrie.

HNO2-vorm

Volgens de VSEPR-theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) is het molecuul AX2 type met een eenzaam paar over het centrale atoom moet een trigonale piramidale structuur worden aangenomen. Maar in de HNO2-lewisstructuur is er een dubbel aanwezig tussen N- en O-atomen, en N en O bevatten beide eenzame paren.

Er is dus sprake van massieve binding-paar-een-paren-afstoting en door het minimaliseren van deze afstoting, herschikt de centrale tom de geometrie naar een gebogen vorm. Er is een afwijkingsfactor aanwezig waardoor de geometrie van de HNO2 ook afweek van de originele.

3.    HNO2-valentie-elektronen

De valentie-elektronen voor de HNO2-lewisstructuur zijn de som van de valentie-elektronen van het individuele atoom die in de HNO2 aanwezig zijn.

Het centrale atoom van de HNO2-lewisstructuur is N, een groep VA-element en heeft vijf valentie-elektronen in zijn valentieschil. Het andere belangrijke atoom O is een groep 16th  element en daarom heeft het zes valentie-elektronen in zijn buitenste orbitaal, dat zijn 2s- en 2p-orbitalen.

We weten allemaal dat H maar één elektron heeft. Dus de totale valentie-elektronen voor de HNO2-lewisstructuur zijn de som van de individuele atomen en de waarde is, 1+(6*2)+5 =18 elektronen.

4.    HNO2 lewis structuur eenzame paren

In de HNO2-lewisstructuur bevat N, evenals O, de eenzame paren. Omdat alleen N en O de overtollige valentie-elektronen hebben na de vorming van de binding

N heeft vijf elektronen in de valentie-orbitaal en de stabiele valentie van N is drie. Dus, na de vorming van drie opeenvolgende bindingsparen, heeft het twee elektronen in zijn valentie-orbitaal en ze bestaan ​​​​als eenzaam paar.

O heeft sis-elektronen in zijn valentieschil en O is tweewaardig, dus na de vorming van de twee opeenvolgende bindingsparen bevat het ook twee eenzame paren.

H is een gebrek aan lone pair in de HNO2-lewisstructuur.

5.    HNO2 lewis structuur octet regel

Elk covalent molecuul gehoorzaamt aan de octetregel voor het verkrijgen van stabiliteit door zijn valentieschil te voltooien. Elk atoom in de HNO2-lewisstructuur moet de octetregel volgen.

H is een blokelement met elektronische configuratie 1s1 en de valentie-orbitaal is s. Volgens de octetregel moet het blokelement hun s-orbitaal met twee elektronen vervullen, aangezien s-orbitaal maximaal twee elektronen bevat volgens de veelheidsregel van Hund.

 H deelt zijn ene elektron met één elektron van O om een ​​stabiele covalente binding te vormen. Nu heeft H twee elektronen in zijn valentie-orbitaal door een binding te delen en zijn octet te voltooien.

Het p-blokelement moet zijn valentieschil met zes elektronen voltooien, aangezien de p-orbitaal a . kan bevatten maximaal zes elektronen omdat het drie subschillen heeft en de s-orbitaal twee elektronen bevat omdat het maar één subschil heeft.

De elektronische configuratie van N en O zijn [He]2s22p3 en [Hij]2s22p4. Dus vanuit de elektronische configuratie kunnen we zeggen dat het octet om te voltooien drie extra elektronen nodig heeft en O heeft respectievelijk twee elektronen in de valentieschil nodig.

In de HNO2-lewisstructuur vormde N drie bindingen, twee sigma-bindingen en één π-binding door drie elektronen uit zijn p-orbitaal te gebruiken. Eén binding deelt twee elektronen en drie bindingen delen zes elektronen, dus op die manier wordt de p-orbitaal van N vervuld en voltooit het zijn octet.

O vormde twee bindingen, één O gevormd één sigma- en één π-binding, en een andere O vormde twee sigma-bindingen. Er zullen dus vier elektronen worden verzameld door de twee sigma-bindingen, en O gebruikte twee elektronen uit zijn p-orbitaal voor de vorming van bindingen en de rest van de vier elektronen bestaat als eenzame paren. Dus O voltooit ook zijn octet in de HNO2-lewisstructuur.

6.    HNO2 lewis structuur formele lading

De formele lading van de HNO2 Lewis-structuur wordt berekend om elke vorm van lading in het molecuul te controleren. Het is een hypothetisch concept door voor elk atoom in de HNO2-lewisstructuur dezelfde elektronegativiteit te beschouwen.

De formule die we kunnen gebruiken om de formele lading te berekenen, FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp

waar nrv is het aantal elektronen in de valentieschil of buitenste orbitaal, Nlp is het aantal elektronen in het eenzame paar, en Nbp  is het totale aantal elektronen dat alleen bij de vorming van de binding is betrokken.

De formele lading van N is, 5-2-(6/2) = 0

De formele lading van O is, 6-4-(4/2) = 0

De formele lading van H is, 1-0-(2/2) = 0

De algehele formele lading van HNO2 is nul, dus we kunnen concluderen dat de structuur van HNO2 lewis neutraal is.

7.    HNO2 lewis structuurhoek:

De bindingshoek is variabel met betrekking tot N- en O-atomen in de HNO2-lewisstructuur. De geometrie is anders rond O- en N-atomen.

HNO2 Bond-hoek:

De hybridisatie rond de centrale N is sp2 en de beste hoek voor sp2 gehybridiseerd molecuul is 1200 als ze trigonale vlakke geometrie aannemen. Maar door sterische afstoting verandert het molecuul van vorm en verandert ook de bindingshoek.

Om afstoting te voorkomen, wordt de bindingshoek rond de centrale N ook verlaagd van de oorspronkelijke waarde naar 1100. De andere bindingshoek rond het O-atoom is als een watermolecuul en de bindingshoek is 1020 vanwege de aanwezigheid van twee paar eenzame paren.

8.    HNO2 lewis structuurresonantie

Er zijn verschillende canonieke Skelton-vormen van HNO2-lewisstructuren aanwezig waar delokalisatie van elektronenwolken kan optreden.

HNO2 resonerende structuren

De structuur I is stabieler dan structuur II omdat beide moleculen hetzelfde aantal covalente bindingen bevatten, maar in structuur II de positieve lading is op de elektronegatieve O atoom, wat de destabilisatiefactor is.

9.    HNO2-hybridisatie

Het centrale N-atoom in de HNO2-lewisstructuur is sp2 gehybridiseerd.

De hybridisatie van N wordt berekend met de volgende formule,

H = 0.5(V+M-C+A), waarbij H= hybridisatiewaarde, V is het aantal valentie-elektronen in het centrale atoom, M = monovalente atomen omgeven, C=nr. van kation, A = nee. van het anion.

Dus de hybridisatie van N is, ½(5+1) = 3(sp2)

Structuur           Hybridisatiewaarde  Staat van hybridisatie van centraal atoom             Bond hoek:
Lineair           2sp /sd / pd         1800
planner trigonaal  3sp2     1200
Tetraëdrische        4sd3/ sp3       109.50
Trigonaal bipyramidaal  5sp3d/dsp3                      900 (axiaal), 1200(equatoriaal)
Achtvlakkig        6sp3d2/ NS2sp3        900
vijfhoekige bipiramidale7sp3d3/d3sp3       900, 720

Als het aantal hybride orbitalen dat betrokken is bij hybridisatie is 3 dan zou het sp . moeten zijn2 gehybridiseerd.

HNO2-hybridisatie

Uit het kaderdiagram van centrale N kunnen we zeggen dat we alleen de sigma-binding in hybridisatie beschouwen, niet π obligaties of andere meervoudige obligaties, maar we houden ook rekening met de eenzame paren zoals ze bestaan ​​in de valentieschaal, dus alleenstaande paren nemen altijd deel aan de hybridisatie.

10.  Is HNO2 polair of niet-polair?

HNO2 is een polair molecuul.

De vorm van het molecuul is asymmetrisch, dus er is geen kans om het dipoolmoment te annuleren en er is een resulterend dipoolmoment aanwezig, waardoor het molecuul polair wordt.

11.  HNO2-oplosbaarheid

HNO2 is oplosbaar in de volgende oplosmiddelen,

  • Stabiele esters
  • CCl4
  • Water
  • Benzine

12.  Is HNO2 oplosbaar in water?

Ja, HNO2 is oplosbaar in water

Zoals we weten, lost het soort op als een polair molecuul en is HNO2 oplosbaar in water als een polair oplosmiddel.

Conclusie

HNO2 is een matig sterk anorganisch zuur, waarvan de geconjugeerde base vrij stabiel is en de geconjugeerde verbinding werkt als lachgas.

Biswarup Chandra Dey

Scheikunde gaat niet alleen over regel voor regel lezen en onthouden, het is een concept om op een gemakkelijke manier te begrijpen en hier deel ik het concept over scheikunde dat ik leer omdat kennis de moeite waard is om het te delen.

Recente Nieuws