HPO4 2- Lewis-structuur, kenmerken: 19 feiten die u moet weten


In dit artikel, "hpo4 2-lewis-structuur" worden verschillende feiten over waterstoffosfaat, zoals de Lewis-structuur, alleenstaande paren, formele lading, polariteit, structuur kort besproken.

waterstoffosfaat of HP42- is de geconjugeerde base van diwaterstoffosfaat met een molecuulgewicht van 95.98 g/mol. Het is een tweewaardig anorganisch fosfaatanion. Het heeft één waterstof-, één fosfaat- en vier zuurstofatomen verbonden door één dubbele binding en drie enkele bindingen rond het fosforatoom.

Laten we de volgende onderwerpen op HPO onder de aandacht brengen42-.

Hoe teken je HPO4 2- lewis structuur?

Om de Lewis-structuur van een ion of molecuul te tekenen, moeten de volgende factoren perfect bekend zijn.

  1. Het aantal valentie-elektronen bepalen: Fosfor is een element uit groep 15. Het heeft dus vijf valentie-elektronen, terwijl het een elektron van groep 16 is, zuurstof 6 elektronen in de buitenste schil heeft en waterstof één valentie-elektron in zijn 1s-orbitaal.
  2. De bindingselektronen vinden:  Totaal drie enkele (sigma) en één dubbele binding zijn aanwezig in HPO42-. Daarom is het aantal elektronen dat betrokken is bij binding = (3×2) + (2×2) = 10
  3. De niet-bindende elektronen vinden:  Elk van de enkelvoudig gebonden zuurstof (met fosfor) heeft zes elektronen en de twee zuurstofatomen (één is verbonden met fosfor door dubbele binding en andere is bevestigd door twee enkelvoudige bindingen met fosfor- en waterstofatoom) heeft vier elektronen als niet-gebonden elektronenparen.
hpo4 2-lewis structuur
HPO42- Lewis-structuur

HPO42- Lewis-structuur Vorm

Lewis-structuur vorm van een molecuul geeft de geometrische structuur van een molecuul aan die kan worden bepaald door de hybridisatie van het centrale atoom en de eenzame paren (indien aanwezig in het centrale atoom). In de volgende tabel worden de veranderingen van geometrie met de verandering van hybridisatie getoond-

Hybridisatie van centraal atoomGeometrie
spLineair
sp2Planar
sp3Tetraëdrische
sp3dTrigonaal bipyramidaal (TBP)
sp3d2Achtvlakkig

Daarom, om de structuur of vorm van HPO . te bepalen42-, moet eerst de hybridisatie van het centrale atoom (fosfor) worden bepaald. De hybridisatie van fosfor in dit molecuul is sp3. De geometrische structuur moet dus tetraëdrisch zijn. Omdat fosfor geen elektronen meer heeft als niet-bindend, wijken afstoting als eenzaam paar-eenzaam paar, alleenstaand paar-bindingspaar en bindingspaar-bindingspaar niet af van de structuur van de ideale geometrie.

Anders beïnvloeden deze afstotelijke factoren de structuur en de bindingshoek van elk molecuul uit het ideale geval.

Vorm van HPO42-

HPO4 2- lewis structuur Formele lading

Formele ladingsberekening helpt bij het identificeren van de meest stabiele Lewis-structuur tussen verschillende mogelijke Lewis-structuren. Het bepaalt ook de totale lading die in het molecuul aanwezig is.

  • Formele lading = Totaal aantal valance-elektronen - aantal elektronen blijft als niet-gebonden - (aantal elektronen betrokken bij bindingsvorming / 2)
  • Formele lading van centraal atoom, fosfor = 5 – 0 – (10/2) = 0
  • Formele lading van elk van de twee zuurstofatomen, verbonden met fosfor door enkelvoudige bindingen = 6 – 6 – (2/2) = -1
  • Formele lading van nog twee zuurstofatomen (één is OH-zuurstof en een andere is door een dubbele binding met fosfor verbonden) = 6 – 4 – (4/2) = 0

Uit de berekening van de formele lading is bewezen dat dit molecuul twee negatieve ladingen heeft op twee zuurstofatomen, maar deze twee negatieve ladingen zijn gedelokaliseerd over het hele molecuul.

HPO4 2- Lewis-structuurhoek

Net als de geometrische moleculaire structuur hangt de bindingshoek in elk molecuul ook af van de hybridisatie van het centrale atoom. Er is een bepaalde bindingshoek voor elk van de hybridisaties.

Aangezien het centrale atoom fosfor sp . is3 gehybridiseerd in HPO42-, de bindingshoek moet 109.5 . zijn0. Vanwege de afwezigheid van enige afstoting waarbij bindingsparen en alleenstaande paren betrokken zijn, toont het zijn werkelijke bindingshoek zonder enige afwijking, omdat fosfor geen niet-bindende elektronen meer heeft om deel te nemen aan de afstoting van eenzaam paar-eenzaam paar en eenzaam paar-bindingspaar.

HPO4 2- Lewis Structuur Octet Regel

Octetregel vertelt over de valentie-schilelektronenconfiguratie van elk atoom dat zou moeten overeenkomen met zijn dichtstbijzijnde edelgas (volgens periodiek systeem) valentieschilelektronenconfiguratie.

In HPO4 2-octetregel wordt niet nageleefd als fosfor voldoet niet aan de octetregel. Fosfor bevat al vijf elektronen in zijn valentieschil (3s23p5). Na de vorming van een binding bereikt het nog vijf elektronen in zijn valentieschil. Daarom wordt het totale aantal elektronen in de valentieschil van fosfor 10, wat niet overeenkomt met de valentie-elektronenaantallen van het dichtstbijzijnde edelgas, argon (3s2 3p6).

Maar de octetregel wordt niet geschonden voor zuurstofatoom. Het heeft zes elektronen en na binding met het aangrenzende fosfor- en waterstofatoom bereikt het nog twee elektronen in zijn buitenste schil die lijkt op zijn dichtstbijzijnde edelgas, neon (2s2 2p6).

Waterstof heeft één elektron en na de vorming van een binding met zuurstof is de valentieschil gevuld met twee elektronen, zoals het dichtstbijzijnde edelgas helium (1s2).

HPO4 2- Lewis-structuur alleenstaande paren

Eenzame paren zijn eigenlijk die valentie-elektronen die worden weergegeven als de elektronenstip in de Lewis-structuur. Ze nemen niet deel aan de vorming van bindingen met andere atomen.

  • Niet-gebonden elektron = Totaal aantal valance-elektronen - aantal gebonden elektronen.
  • Niet-bindende elektronen in fosfor = 5 – 5 = 0
  • Niet-bindende elektronen van elk van de twee zuurstofatomen, verbonden met fosfor door enkelvoudige bindingen = 6 – 2 = 4 of twee paar eenzame elektronen.
  • Niet-bindende elektronen van nog twee zuurstofatomen (een is OH-zuurstof en een andere is met fosfor verbonden door een dubbele binding) = 6 – 0 = 6 of drie eenzame paren.

Daarom is het totale aantal niet-bindende elektronen in HPO42- = (2×4) + (2×6) = 20

HPO4 2- Valentie-elektronen

Valance-elektronen geven de buitenste schilelektronen in elk atoom aan. De reactiviteit van valentie-elektronen is het meest en ze nemen voornamelijk deel aan de vorming van bindingen. De reden achter deze grotere reactiviteit van valentie-elektron is te wijten aan een kleinere aantrekkingskracht van de kern op de valentieschil.

Fosfor is een stikstofgroep (groep 15) element. Het heeft vijf elektronen in de buitenste schil en alle valentie-elektronen worden opgebruikt voor de vorming van bindingen. Waterstof heeft één elektron (1s1) en het wordt beschouwd als het valentie-elektron van waterstof. Zuurstof is een groep 16-element. Het heeft in totaal acht elektronen en van deze acht elektronen bevinden zes elektronen zich in de valentieschil en worden beschouwd als valentie-elektronen.

Daarom is het aantal valentie-elektronen in HPO42- = 5 + (4×6) + 1 = 30

HPO4 2- oplosbaarheid

Alle fosfaten zijn in principe onoplosbaar, met uitzondering van natrium-, kalium- en ammoniumfosfaten in water, maar sommige waterstoffosfaten zijn oplosbaar zoals dinatriumdiwaterstoffosfaat. De oplosbaarheid van dinatriumdiwaterstof fosfaat is 7.7 g/100 ml bij 200 C en 11.8 g/100 ml bij 250 C wat aangaf dat de oplosbaarheid in water van diwaterstofdifosfaat toeneemt met toenemende temperatuur.

Is HPO4 2- polair of niet-polair?

Polariteit of dipoolmoment hangt af van de volgende factoren-

  • Elektronegativiteitsverschil tussen de atomen
  • Vorm van het molecuul of oriëntatie van de bindingen ten opzichte van elkaar.

HPO42- is tetraëdrisch gevormd met de bindingshoek 109.50. Er is een verschil in elektronegativiteit tussen zuurstof, fosfor en waterstof. De OP-bindingen zijn dus polair. Door de tetraëdrische vorm worden de bindingsmomenten niet door elkaar opgeheven en bezit het anion een permanent dipoolmoment.

Daarom HPO42- is een polair molecuul.

 Is HPO4 2- een zuur of base?

Fosforzuur (H3PO4) is een zuur. Na eliminatie van twee waterstofatomen, HPO42-wordt gevormd wat de geconjugeerde base is van H2PO4-(gevormd na eliminatie van één waterstofatoom uit H3PO4). Daarom kan het twee protonen opnemen. Het kan ook zijn laatste proton doneren en PO . vormen43-.

Het werkt dus zowel als zuur als als base.

Is HPO4 2- amfiprotisch?

Ja, HPO42-is een amfiprotisch ion wat betekent dat het zowel protonen kan accepteren als doneren. Het is de geconjugeerde basis van H2PO4-, en het geconjugeerde zuur van PO43-. Na acceptatie van twee protonen vormt het stabiel fosforzuur (H3PO4).

H2PO4- Lewis-structuur

Het is eigenlijk de geconjugeerde base van fosforzuur. Na het elimineren van één proton uit fosforzuur, H2PO4- is verkregen. In dit mono-negatieve molecuul is fosfor gebonden met twee OH-groepen door twee enkele bindingen en met twee zuurstofatomen door respectievelijk een enkele binding en dubbele binding.

 H2PO4- Lewis-structuur

is H2PO4- een zuur of base?

Het is ook een amfiprotische stof omdat het de geconjugeerde base van fosforzuur is. Aan de andere kant kan het zijn twee protonen doneren om PO . te vormen43-. Het werkt dus ook als Bronsted-zuur. Voor dit dubbele gedrag als zuur en base wordt het gedefinieerd als een amfiprotische stof.

is H2PO4- sterker dan HPO42-?

H2PO4- is sterker dan HPO42-want na acceptatie van één waterstofatoom, H2PO4- wordt fosforzuur. Omdat fosforzuur een zwak zuur is en na eliminatie van één proton wordt het zwakker en verdere donatie van proton HPO42-wordt de zwakste.

Conclusie

Dat blijkt uit bovenstaand artikel over HPO42- dat het een geconjugeerde basis is van H2PO4- en het is een tetraëdrisch anion met bindingshoek 109.50. Het is een polair molecuul met een permanent dipoolmoment.

Aditi Roy

Hallo, ik ben Aditi Ray, een chemie-KMO op dit platform. Ik ben afgestudeerd in scheikunde aan de Universiteit van Calcutta en ben afgestudeerd aan Techno India University met een specialisatie in anorganische chemie. Ik ben erg blij om deel uit te maken van de Lambdageeks-familie en ik wil het onderwerp op een simplistische manier uitleggen. Laten we verbinding maken via LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/aditi-ray-a7a946202

Recente Nieuws