11 feiten over de IF5 Lewis-structuur: gedetailleerde uitleg

IF₅ of jodiumpentafluoride is een interhalogeen verbinding met een molaire massa van X. Laten we ons concentreren op enkele moleculaire eigenschappen van IF₅ in detail.

IF₅ wordt bereid door de reactie tussen jodium en fluor in een verhouding van 1:5. Zowel jodium als fluor zijn halogeenelementen die behoren tot groep 17 en daarom verwijst dit type molecuul naar een interhalogeenverbinding. Het kan snel reageren met water om fluorwaterstofzuur en joodzuur te vormen.

De verbinding heeft een monoklinisch kristalstructuur in zijn roostervorm. Nu zullen we de hybridisatie, lewis-structuur, bindingshoek en vorm van de IF bespreken₅ met de juiste uitleg in het volgende deel van het artikel.

1. Hoe de ALS te tekenen₅ lewis structuur

Met behulp van de octetregel, valentie, moleculaire oriëntatie en centraal atoom kunnen we de lewisstructuur in veel stappen tekenen. Laten we de lewisstructuur van IF tekenen₅.

De totale valentie-elektronen tellen

de IF₅ zijn 42, waarbij zowel jodium als F elk zeven valentie-elektronen hebben, en ze gewoon bij elkaar optellen om totale valentie-elektronen te krijgen.

Het centrale atoom kiezen

Voor de constructie van de Lewis-structuur hebben we een centraal atoom nodig omdat alle atomen zijn verbonden door een geschikt aantal bindingen met dat specifieke atoom. Op basis van de grootte en minder elektronegativiteit moeten we het centrale atoom selecteren.

Het octet bevredigen

Elk atoom, of het nu tot het s- of p-blok behoort, moet worden gevuld met zijn valentie-orbitaal door een geschikt aantal elektronen te accepteren voor de opeenvolgende bindingsvorming. Om het octet te voltooien hebben I en F beide nog 1 elektron nodig omdat ze tot de behoren 17^th element van respectievelijk p-blokken.

Voldoen aan de valentie

Tijdens de octetvorming moet elk atoom zich ervan bewust zijn dat het dat aantal stabiele bindingen kan vormen dat hun stabiele valentie is. Per octet vereiste elektronen 8 * 6 = 48 voor de IF₅ vorming, maar de valentie-elektronen zijn 42, dus de resterende elektronen moeten worden gevuld door geschikte bindingen van elk atoom.

Wijs de eenzame paren toe

Als er na bindingsvorming elektronen achterblijven in de valentieschil van elk atoom, dan bestaan ​​die elektronen als eenzame paren boven dat specifieke atoom in een molecuul. In IF₅, zowel I als F hebben alleenstaande paren en we tellen ze gewoon bij elkaar op om het totale aantal alleenstaande paren over het molecuul te krijgen. Jodium heeft 1 en F heeft 3 paar alleenstaande paren.

2. ALS₅ valentie-elektronen

Elektronen zijn aanwezig in de valentieschil van elk atoom en zijn verantwoordelijk voor de chemische eigenschap ervan en worden valentie-elektronen genoemd. Laten we de valentie-elektronen van IF tellen₅.

Het totale aantal valentie-elektronen voor de IF₅ molecuul is 42. Er zijn 7 valentie-elektronen van de jodiumplaats en 7 elektronen van elke F-plaats, dus we tellen gewoon de valentie-elektronen van de afzonderlijke atomen en tellen ze gewoon bij elkaar om de totale valentie-elektronen voor de IF te krijgen₅ molecule.  

• De valentie-elektronen voor het jodium zijn 7 (5s²5p⁵)
• De valentie-elektronen voor de F zijn 7 (2s²2p⁵)
• Dus het totale aantal valentie-elektronen voor IF₅ is 7+(7*5) = 32 elektronen.

3. ALS₅ lewis structuur lone pairs

De elektronen die bestaan ​​in de [gepaarde vorm in de valentieschil na de vorming van een overmaat aan bindingen worden eenzame paren genoemd. Laten we de eenzame paren voorspellen over IF₅.

Er zijn 16 paar alleenstaande paren aanwezig in IF₅ wat betekent dat er 32 elektronen aanwezig zijn in de valentieschil die geen bijdrage leveren aan de bindingsvorming. Die elektronen vormen zowel de jodiumplaats als F omdat beide overtollige elektronen in hun valentieschil hebben na de vorming van de binding en als eenzame paren bestaan.

• We kunnen de eenzame paren over elk atoom voorspellen met behulp van de formule, eenzame paren = elektronen aanwezig in de valentie-orbitaal - elektronen die betrokken zijn bij de vorming van bindingen
• Dus de eenzame paren zijn aanwezig boven het jodiumatoom, 7-5 = 2
• De alleenstaande paren aanwezig boven het F-atoom, 7-1 = 6
• Dus het totale aantal alleenstaande paren aanwezig over de IF₅ molecuul is, 1+(5*3) =16 paren of 32 elektronen.

4. ALS₅ lewis structuur octet regel

Om de valentie-orbitaal van elk atoom te voltooien, accepteert elk atoom een ​​geschikt aantal elektronen, dit wordt de octetregel genoemd. Laten we eens kijken naar het octet van de IF₅ molecule.

IF₅ volgt de octetregel omdat zowel jodium als F hun valentie-orbitaal nog niet hebben voltooid. Dus proberen ze hun valentie-elektronen te voltooien door de bindingsvorming. F heeft nog een elektron nodig om het octet te voltooien, omdat het tot het p-blokelement behoort, dus het heeft 8 elektronen nodig in zijn valentie-orbitaal.

Jodium is de groep 17^th element en het vormt vijf bindingen met vijf F-atomen en één eenzaam paar, dus het heeft ook nog een elektron nodig om het octet te voltooien. Maar tijdens de IF₅ molecuulvorming, jodium deelt 10 elektronen in vijf bindingen en één eenzaam paar, dus het schond het octet en overschrijdt ook het octet.

5. ALS₅ lewis structuur vorm:

De moleculaire vorm is de juiste rangschikking van de elementen door substituerende atomen om een ​​perfecte geometrische structuur te verkrijgen. Laten we de vorm van IF voorspellen₅.

IF₅ is een vierkante piramidale structuur zonder zijn eenzame paren en als we de eenzame paren over het jodium betrekken, dan bestaat het als octaëdrische geometrie volgens de volgende tabel,

De geometrie of vorm van een molecuul wordt voorspeld door de VSEPR-theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion), en de theorie stelt dat als een molecuul type AX heeft₅E en er is één eenzaam paar aanwezig, dan neemt het geen perfecte octaëdrische aan en verandert in vierkant piramidaal.

6. ALS₅ lewis structuur hoek:

Een bindingshoek wordt gemaakt door de centrale en vervangende atomen voor een juiste oriëntatie in een bepaalde geometrie. Laten we de bindingshoek van IF berekenen₅.

De bindingshoek tussen FIF is ongeveer 72⁰ omdat het de vierkante piramidale vorm aanneemt en voor het penta-gecoördineerde molecuul is de betere bindingshoek 72⁰. De grootte van jodium is te groot om gemakkelijk vijf F-atomen vast te houden zonder enige sterische afstoting of afstoting van alleenstaande paren-bindingparen.

• De bindingshoekwaarde kan worden berekend door de hybridisatiewaarde.
• De bindingshoekformule volgens de regel van Bent is COSθ = s/(s-1).
• Hier is het centrale atoom jodium sp³d gehybridiseerd, dus het p-teken is 1/5e
• Dus de bindingshoek is, COSθ = {(1/5)} / {(1/5)-1} =-(1/4)
• Θ = COS^-1(-1/4) = 72⁰
• Dus, uitgaande van de hybridisatiewaarde, is de bindingshoek voor de berekende en theoretische waarde hetzelfde.

7. ALS₅ lewis structuur formele lading

De formele lading is een hypothetisch concept, waarbij de elektronegativiteit van alle atomen gelijk is en de lading van het atoom voorspelt. laten we de formele lading van IF berekenen₅.

De netto formele kosten van de IF₅ is 0 omdat de netto lading over centraal jodium 0 is vanwege het gebruik van alle elektronen in de bindingsvorming samen met alleenstaande paren.

• De formele lading van de IF₅ kan worden berekend met de formule, FC = N_v - N_lp -1/2 N_bp
• De formele lading van het jodium is 7-2-(10/2) = 0
• De formele lading van de fluor is 7-6-(2/2) = 0
• Dus zowel jodium als fluor vertonen afzonderlijk geen formele ladingen en om deze reden is de algehele formele lading voor het molecuul 0.

8. ALS₅ hybridisatie

Vanwege de verschillende energie van de orbitalen ondergaat het centrale atoom hybridisatie om een ​​hybride orbitaal van equivalente energie te vormen. Laten we de hybridisatie van IF voorspellen₅.

Het centrale jodium is sp³d gehybridiseerd om een ​​covalente binding in de IF te vormen₅ molecuul dat hieronder kan worden besproken.

• We kunnen de hybridisatie berekenen met de conventieformule, H = 0.5(V+M-C+A),
• Dus de hybridisatie van centraal jodium is, ½(5+5+0+0) = 5 (sp³d)
• Een s-orbitaal, drie p-orbitalen en een d-orbitaal van jodium zijn betrokken bij de hybridisatie.
• De alleenstaande paren boven centraal jodium zijn ook betrokken bij de hybridisatie.

9. ALS₅ lewis structuur resonantie

Resonantie is het proces van delokalisatie van elektronische wolken tussen verschillende skeletvormen van het molecuul. Laten we eens kijken naar de resonerende structuur van IF₅.

Het molecuul IF₅ toont resonantie vanwege de aanwezigheid van meer elektronendichtheid dan F-atomen. De elektronendichtheid over elk F-atoom kan delokaliseren naar de jodiumplaats en verschillende skeletvormen van de IF vormen₅ structuur. ALS₅ heeft twee resonerende structuren die hieronder worden getekend -

Structuur I en structuur II hebben beide dezelfde bijdrage omdat er over de eerste structuur geen lading aanwezig is, maar in structuur II is er een groter aantal covalente bindingen aanwezig samen met een positieve lading die ook aanwezig is over elektronegatieve F-atomen, om deze reden , hebben beide dezelfde bijdrage.

10. Is ALS₅ ionisch of covalent?

Een molecuul is covalent of ionisch, het hangt af van de aard van de bindingsvorming tussen het kation en het anion van dat molecuul. Laten we eens kijken of IF₅ ionisch of covalent is.

IF₅ is een covalent molecuul omdat,

• In IF₅ het centrale atoom maakt een binding door elektronen te delen met omringende atomen.
• In ikF₅ binding tussen jodium en F is niet-polair
• In IF₅Het centrale atoom ondergaat hybridisatie om het energieniveau van de vereiste orbitalen te minimaliseren.
• In IF₅ polariseerbaarheid van F is erg laag en het polariserende vermogen van het ionische potentieel van jodium is ook slecht, dus het kon geen ionische binding vormen.

Volgens de regel van Fajan is geen enkel molecuul 100% ionisch of covalent. Het hangt af van de theorie van polariseerbaarheid en in het geval van IF_5, het is meer covalent en heeft een minder ionisch karakter.

11. Is ALS₅ stal?

IF₅ is een onstabiel molecuul omdat het een interhalogeenverbinding is en elke interhalogeenverbinding heeft een elektronegativiteitsverschil. Voor die elektronegativiteitsverschillen zal de sigma-elektronendichtheid worden weggesleept naar het meest elektronegatieve halogeenatoom, de binding wordt zwakker en gemakkelijk gesplitst.

12. ALS₅ toepassingen

• IF₅ wordt gebruikt als fluoreringsmiddel - door dit reagens te gebruiken, kunnen we fluor opnemen in een ander molecuul.
• IF₅ wordt ook gebruikt als oplosmiddel van een ander niet-polair molecuul.

Conclusie

IF₅ is de meest voorkomende interhalogeenverbinding en kan eenvoudig in het laboratorium worden bereid. Door de reactie met fluor kunnen we jodiumheptafluoride krijgen. Interhalogeenverbindingen zijn reactiever dan normale halogeenatomen en daarom kunnen ze in veel rreacties worden gebruikt en deelnemen aan veel organische reacties waarbij zowel nucleofiel als elektrofiel vereist zijn.

Lees ook:

• Asf6 Lewis-structuur
• Alcl3 Lewis-structuur
• Hpo4 2 Lewis-structuur
• N2o Lewis-structuur
• H2co Lewis-structuur
• Snf3 Lewis-structuur
• Geen Lewis-structuur
• Sibr4 Lewis-structuur
• Pbr3 Lewis-structuur
• Nh4 Lewis-structuur

Biswarup Chandra Dey

Hallo……Ik ben Biswarup Chandra Dey, ik heb mijn master in scheikunde behaald aan de Centrale Universiteit van Punjab. Mijn specialisatiegebied is Anorganische Chemie. Bij scheikunde gaat het niet alleen om het regel voor regel lezen en onthouden, het is een concept dat je op een gemakkelijke manier kunt begrijpen en hier deel ik het concept over scheikunde dat ik leer, omdat kennis de moeite waard is om het te delen.