HOCN Lewis-structuur, kenmerken: 13 feiten die u moet weten


In dit artikel moeten we een matig sterke zure HOCN-lewisstructuur en de kenmerken ervan in detail bespreken. Laten we beginnen met het artikel.

Cyaanzuur of HOCN Lewis-structuur bestaat uit elektronegatieve radicale cyanide. Vanwege het gedeeltelijke drievoudige bindingskarakter dat aanwezig is in cyanide, heeft het resonantiestabilisatie. Dat maakt de HOCN-lewisstructuur tot een sterk zuur. H is hier een elektronegatief O-atoom vastgehecht en om deze reden is het vrijkomen van H in de HOCN Lewis-structuur erg eenvoudig.

De vorm van de HOCN Lewis-structuur is lineair, aangezien het centrale C-atoom sp gehybridiseerd is. Door sp gehybridiseerd heeft deze C een meer elektronegatief karakter. De bindingshoek is bijna 1800.

Enkele feiten over HOCN

De fysieke toestand van cyaanzuur is vloeibaar. Het heeft geen karakteristieke kleur, het is kleurloos. Het molecuul heeft een molmassawaarde van 43.025 g/mol. Het kookpunt en het smeltpunt van het salpeterigzuur zijn respectievelijk 296.6 K en 187 K.

Cyaanzuur kan worden bereid door de protonering van cyanaationen zoals het zout van alkalimetaal door de gasvormige toestand van zoutzuur.

H+ + onderofficier- = HOCN

Het wordt ook bereid door thermische ontleding van een trimeer van cyanuurzuur.

C3H3N3O3 = 3 HOCN

1.    Hoe de HOCN Lewis-structuur te tekenen?

Omdat HOCN een covalent molecuul is, moeten we de HOCN-lewisstructuur tekenen. Met behulp van de HOCN-lewisstructuur kunnen we het bindingspaar, eenzame paren en verschillende covalente karakters van HOCN voorspellen.

HOCN Lewis-structuur
HOCN Lewis-structuur

Stap 1– In de eerste stap van de HOCN Lewis-structuur moeten we de valentie-elektronen berekenen voor de individuele atomen die aanwezig zijn in de HOCN Lewis-structuur en vervolgens bij elkaar opgeteld om de volledige valentie-elektronen voor de HOCN Lewis-structuur te krijgen.

Het eerste atoom in de HOCN lewis-structuur is C, wat een groep is IVA en P-blok element met elektronische configuratie [Hij] 2s22p2. Dus uit zijn elektronische configuratie kunnen we zien dat de buitenste schil voor C 2s en 2p orbitalen is en dat er vier elektronen aanwezig zijn. Dus voor C zijn de valentie-elektronen vier.

Kom nu voor een ander atoom N, dat is groep VA en ook p blok element en met elektronische configuratie [Hij] 2s22p3. Dus, uit de elektronische configuratie, is het duidelijk dat de valentieschil voor N 2s en 2p orbitalen zijn en dat ze vijf elektronen bevatten, dus alle vijf elektronen zijn valentie-elektronen voor N.

Een ander atoom in de HOCN Lewis-structuur is O, dat ook een ap-blokelement is. O is een groep VIA element en zijn elektronische configuratie is [Hij] 2s22p4. Dus O heeft zes elektronen in de buitenste schil en die zes elektronen zijn de valentie-elektronen voor de O.

Het laatste atoom voor de HOCN-lewisstructuur is H en het heeft slechts één elektron in zijn 1s-orbitaal.

Dus de totale valentie-elektronen die aanwezig zijn in de HOCN-lewisstructuur zijn: 4+5+6+1 = 16 elektronen.

Stap 2- In de 2nd stap, moeten we het centrale atoom voor de HOCN Lewis-structuur selecteren op basis van grootte en elektronegativiteit.

De grootte van C is de grootste van alle atomen in de HOCN-lewisstructuur en de elektronegativiteit van C is kleiner dan die van N en O. zoals we weten van links naar rechts over een periode neemt de grootte af, dus C is groter dan N en O. De maat H is erg klein, dus houd alle toestemming C wordt beschouwd als het centrale atoom van de HOCN Lewis-structuur.

Stap 3-  Elk s- en p-blokelement van het periodiek systeem moet de octetregel gehoorzamen door hun valentieschil te voltooien door een geschikt aantal elektronen te accepteren en stabiliteit te krijgen zoals het dichtstbijzijnde edelgas.

In de HOCN Lewis-structuur komt elk atoom uit het s- en p-blok, dus moeten ze de octetregel volgen om stabiliteit te krijgen. De octetregel voor het s-klokelement is dat hun valentie-orbitaal met twee elektronen wordt voltooid, aangezien de s-orbitaal een maximaal aantal van twee elektronen.

 Voor de p-blokelementen moeten ze hun valentieschil met acht elektronen voltooien, aangezien de p-orbitaal maximaal zes elektronen kan bevatten en elk p-blokelement ook een s-orbitaal kan bevatten die twee elektronen kan accumuleren.

Dus volgens de octetregel zijn de elektronen die nodig zijn voor de HOCN-lewisstructuur voor de stabiliteit 2+(8*3) =26 elektronen. maar de valentie-elektronen voor de HOCN-lewisstructuur zijn 16 elektronen, dus 26-16 = 10 elektronen worden geaccumuleerd door 10 / 2 = 5 obligaties. Dus, octet in HOCN Lewis-structuur moet worden gevolgd door het toevoegen van het vereiste aantal bindingen tussen atomen.

Stap 4 – In deze stap moeten we het vereiste aantal bindingen tussen de atomen in de HOCN Lewis-structuur optellen. Er moet één binding zijn tussen C en O en één binding tussen O en H. dus aan de valentie van O moet worden voldaan en aan de monovalentie van H.

Eén binding tussen C en N, maar de rest van de twee bindingen zijn ook beschikbaar en die twee bindingen worden toegevoegd tussen C en N, dus aan de trivalentie van N en tetravalentie van C moet worden voldaan.

Stap 5 – Na het toevoegen van het vereiste aantal bindingen als atomen in de HOCN Lewis-structuur niet aan het octet zijn voldaan, moeten we meerdere bindingen toevoegen en, indien beschikbaar, alleenstaande paren.

 De valentie-elektronen voor O zijn zes, en er worden slechts twee elektronen gebruikt voor de vorming van twee bindingen, dus de rest van de vier elektronen worden als eenzame paren aan de O toegevoegd. N heeft vijf valentie elektronen na het vormen van een drievoudige binding moet het een eenzaam paar bevatten.

Zelfs zijn er drievoudige bindingen tussen c en N om hun octet en valentie te voltooien.

2.    HOCN lewis structuurvorm:

De vorm van een zeer covalent molecuul hangt af van de VSEPR-theorie en de omringende atomen die daarin aanwezig zijn. Dus, gebaseerd op de VSEPR-theorie en het omringende atoom, is de vorm van de HOCN Lewis-structuur lineair.

HOCN-vorm

Volgens de VSEPR-theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion), als een molecuultype van AX2 heeft geen eenzame paren over het centrale atoom zou moeten aannemen lineaire geometrie met een 1800 bindingshoek, om een ​​stabiele structuur te krijgen. In de HOCN Lewis-structuur blijft de lineariteit ook behouden vanwege de drievoudige binding tussen C- en N-atomen, waardoor de stijfheid van de binding toeneemt.

Maar de geometrie rond O-atomen is enigszins veranderd, aangezien O twee paar eenzame paren heeft en een netgeometrie aanneemt zoals een watermolecuul, maar met betrekking tot het centrale C-atoom is de vorm van het molecuul lineair. De vorm van het molecuul wordt ook bevestigd door de sp hybridisatie en bindingshoekwaarde:.

3.    HOCN valentie-elektronen

Elk covalent molecuul heeft een aantal valentie-elektronen en met behulp van valentie-elektronen kunnen we de aard van de bindingshoek, vorm en nog veel meer covalente karakters voorspellen. In de HOCN Lewis-structuur is het aantal valentie-elektronen 16, wat de som is van de valentie-elektronen van individuele atomen.

De valentie-elektronen voor C zijn 4, omdat het een groep IVA-element is. De valentie-elektronen voor N- en O-atomen zijn 5 en 6 respectievelijk omdat het groep VA- en VIA-elementen zijn. H heeft slechts één valentie-elektron in zijn 1s-orbitaal.

Dus de totale valentie-elektronen die aanwezig zijn in de HOCN lewis-structuur is 1+4+5+6 =16 electrons.

4.    HOCN lewis structure lone pairs

Eenzame paren zijn een soort valentie-elektronen, ze zijn aanwezig in de valentieschil van elk atoom, maar nemen niet deel aan de vorming van bindingen, maar kunnen worden voldaan door het aantal octetregels. In de HOCN Lewis-structuur bevatten N en O eenzame paren.

Nadat we het vereiste aantal bindingen tussen alle atomen in de HOCN Lewis-structuur hebben toegevoegd, moeten we controleren of aan alle atomen wordt voldaan door het octet of niet.

N en O hebben respectievelijk vijf en zes elektronen. Maar N vormde een drievoudige binding met C in de HOCN-lewisstructuur, dus de resterende twee elektronen van N bestaan ​​als eenzaam paar boven het N-atoom.

O vormt twee enkele bindingen met C- en H-atomen. O heeft zes valentie-elektronen, dus de rest van de vier elektronen bestaat in de valentieschil als alleenstaande paren. O Bevat twee paar alleenstaande paren in zijn valentieschil.

C is vierwaardig en alle vier de elektronen worden ook gebruikt in de bindingsvorming voor H een elektron wordt gebruikt voor bindingsvorming met O. SO, H en C hebben geen eenzaam paar in de HOCN Lewis-structuur.

5.    HOCN Lewis structureert formele lading

HOCN is een neutraal molecuul, maar of er enige vorm van lading verschijnt of niet, wordt voorspeld door de formele lading, wat een hypothetisch concept is gezien dezelfde elektronegativiteit voor elk atoom in de HOCN Lewis-structuur.

Formele kostenformule is, 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.

In de HOCN lewis-structuur zijn er vier verschillende atomen aanwezig, dus we moeten de formele lading voor elk atoom apart berekenen.

De formele lading van C is, 4-0-(8/2) = 0

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

Dus, uit de individuele formule van de ladingswaarde, is het duidelijk dat er geen lading voorkomt in de HOCN Lewis-structuur.

6.    HOCN lewis structuur octet regel

Elk atoom in het molecuul na de vorming van een binding moet de octetregel volgen door te strijden om hun valentieschil en de dichtstbijzijnde edelgasconfiguratie te verkrijgen. In de HOCN-lewisstructuur volgen alle aanwezige atomen de octetregel.

De elektronische configuratie van C is [He]2s22p2, dus het heeft twee elektronen in zijn p-schil, maar de p-orbitaal kan zes elektronen accumuleren, dus C heeft nog zes elektronen nodig om zijn octet te voltooien. C vormde een binding met O en N door elektronen te delen. Het vormde een vierbinding door acht elektronen te delen met zijn s- en p-orbitaal. Dus, na de vorming van een binding, kan het zijn octet voltooien.

De elektronische configuratie van N is [He]2s22p3, dus het heeft nog drie elektronen nodig in zijn p-orbitaal om zijn octet te voltooien. N vormde drievoudige bindingen met C, door alle drie de elektronen van zijn p-orbitaal te delen en zijn p-orbitaal is gevuld met drie bindingspaar en het heeft al een eenzaam paar in zijn s-orbitaal. Nu heeft het acht elektronen en voltooit het zijn octet.

In het geval van O heeft het een elektronische configuratie [Hij] 2s2p4. Het heeft dus nog twee elektronen nodig in zijn 2p-orbitaal om zes elektronen in de valentieschil te voltooien. Die twee elektronen worden door O geaccumuleerd via de vorming van twee bindingen en de rest van de elektronen bestaat als eenzame paren. Dus O voltooit ook zijn octet via bindingsvorming.

H heeft slechts één elektron en het is gevormd met o via het delen van één elektron en voltooiing van zijn s orbitaal.

Dus alle atomen in de HOCN Lewis-structuur voltooien hun octet door elektronen te delen via een covalente binding.

7.    HOCN lewis structuur hoek:

Voor het lineair gevormde molecuul is de bindingshoek normaal 1800. Dus de bindingshoek van de HOCN lewis-structuur is ook 1800, aangezien de HOCN Lewis-structuur ook een lineair molecuul is.

HOCN-bindingshoek

De bindingshoek: onderofficier is 1800 omdat de geometrie rond het centrale C-atoom lineair is. De waarde van de bindingshoek wordt ook voorspeld uit de hybridisatiewaarde van het centrale atoom.

Volgens de VSEPR-theorie is de AX2 type molecuul moet lineaire geometrie aannemen en als er geen afwijkingsfactor aanwezig is, is de bindingshoek perfect 1800. We kunnen het kort bespreken in de sectie hybridisatie.

8.    HOCN lewis structuurresonantie

De HOCN lewis-structuur zelf is geen goede resonerende structuur, maar het geconjugeerde basiscyanaat is meer resonantie gestabiliseerd. Dus bespreken we de resonantiestructuur van cyanaat in plaats van de HOCN lewis-structuur.

HOCN resonerende structuren

Alle bovenstaande structuren zijn de resonantiestructuur van cyanaat dat de geconjugeerde basis is van de HOCN-lewisstructuur. Van alle structuren is I stabieler omdat het een groter aantal covalente bindingen bevat, ook heeft structuur II hetzelfde aantal covalente bindingen, maar in structuur I bevindt de negatieve lading zich op het elektronegatieve O-atoom, terwijl in structuur II de negatieve lading is op elektropositieve N-atomen.

Structuur III heeft een lager aantal covalente bindingen en positieve lading op O en twee negatieve ladingen op de N atoom dat een destabilisatiefactor is.

9.    HOCN-hybridisatie

In de HCON Lewis-structuur is het centrale atoom C sp gehybridiseerd.

We gebruikten de formule om te voorspellen dat de hybridisatie van de HOCN Lewis-structuur is,

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.

De hybridisatie van centrale C in de HOCN Lewis-structuur is, ½(4+0+0+0) = 2 (sp gehybridiseerd)

N en O zijn beide geen eenwaardige atomen.

Structuur           Hybridisatiewaarde  Staat van hybridisatie van centraal atoom       Bond hoek:
Lineair   2sp /sd / pd      1800
planner trigonaal3sp2                  1200
Tetraëdrische      4sd3/ sp3      109.50
Trigonaal bipyramidaal5sp3d/dsp3               900 (axiaal), 1200(equatoriaal)
Achtvlakkig      3sp3d2/ NS2sp3              900
vijfhoekige bipiramidale  7sp3d3/d3sp3                  900, 720

      

Uit de hybridisatiewaarde blijkt duidelijk dat als het aantal betrokken hybride orbitalen gelijk is aan twee, het centrale atoom sp gehybridiseerd moet worden.

Laten we de hybridisatie van C in detail begrijpen,

Uit de hybridisatiewaarde blijkt dat we alleen de sigma-binding moeten beschouwen, niet de π-bindingen.

Nu kunnen we de bindingshoek berekenen uit de hybridisatiewaarde met de regel van gebogen.

Volgens de regel van Bent COSθ =s/s-1, waarbij s het % van s-karakter is in hybridisatie en θ is de bindingshoek.

In de sp-hybridisatie, het % van s-teken is 50 of 1/2th.

COSθ = (1/2)/[(1/2)-1] = -1

Θ = 1800.

Dus uit de hybridisatiewaarde kunnen we ook de waarde van de bindingshoek voor de HOCN Lewis-structuur voorspellen.

10.  Is HOCN polair of niet-polair?

HOCN is een polair molecuul.

Hoewel HOCN een lineair en symmetrisch molecuul is, zijn de twee uiteinden van het molecuul verschillend, zodat het molecuul een niet-nul dipoolmoment is en het molecuul ook polair maakt.

11.  HOCN-oplosbaarheid

HOCN is oplosbaar in,

  • Benzine
  • Water
  • Koolstoftetrachloride
  • Diethyl ether

12.  Is HOCN oplosbaar in water?

Ja, HOCN is oplosbaar in water.

HOCN is een polair molecuul en water is ook een polair protisch oplosmiddel, dus het is duidelijk oplosbaar in water (zoals oplost als).

13.  IS HOCN een sterk zuur?

Ja, HOCN is een matig sterk zuur.

De aanwezigheid van een meer elektronegatieve substituent maakt het zuur sterk en ook de geconjugeerde base is in hoge mate resonantie gestabiliseerd.

Conclusie

HOCN is een sterk zuur en een polair molecuul. Cyaanzuur heeft ook een tautomeer-vormnaam isocyanidezuur en het karakter is bijna hetzelfde.

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