11 feiten over KNO3 Lewis-structuur en kenmerken


KNO3 is een van de oxidatiemiddelen in raketbrandstof met een molecuulmassa van 101.1032 g/mol. Laten we de KNO3 lewis-structuur en de andere feiten hieronder in het kort uitleggen.

De structuur van KNO3 Lewis lijkt op nitraat. Het tegenkation van nitraat kan worden gezien als kaliumkation, dat is verbonden met een van de O-atomen, niet met het centrale N-atoom. Dus de rest van de binding en hybridisatie op het N-centrum blijft hetzelfde als het N-atoom sp . is2 gehybridiseerd.

In de trigonale vlakke vorm van KNO3 is één zuurstofatoom verbonden via een enkele binding met N, evenals met K, en het andere O-atoom draagt ​​​​een negatieve lading. Laten we ons concentreren op enkele belangrijke feiten over KNO3 zoals de lewisstructuur, valentie-elektronen en hybridisatie in de volgende sectie met de juiste uitleg.

1.    Hoe de KNO3 lewis-structuur te tekenen?

De KNO3-lewisstructuur kan het idee geven van binding van het molecuul, valentie-elektronen en beschikbaarheid van elektronen. Laten we proberen de KNO3-lewisstructuur in een paar stappen te tekenen.

Tellen van de totale valentie-elektronen -

Eerst moeten we de totale valentie-elektronen voor KNO3 berekenen. We moeten dus de valentie-elektronen voor de afzonderlijke atomen tellen en ze dan bij elkaar optellen. Dus de totale valentie-elektronen die aanwezig zijn in de KNO3-lewisstructuur is 1+5+(6*3) =24. Omdat er drie O-atomen aanwezig zijn.

Selectie van centraal atoom –

Kies nu het atoom dat het centrale atoom zal spelen voor de KNO3-lewisstructuur. De beslissende factor van een centraal atoom is zowel de grootte van het atoom als de elektronegativiteit. De atomaire straal van N is groter dan O, en N is ook meer elektropositief dan O. Dus, N is hier centraal atoom gekozen.

Voldoen aan de octetregel -

Hier moeten we controleren of alle atomen de octetregel gehoorzamen of niet door acht elektronen in hun valentieschil te accumuleren. De benodigde elektronen zijn 2+8+8+8+8 = 34. Het totale aantal valentie-elektronen is 24. Het vereiste aantal bindingen in KNO3 is dus ½(34-24) = 5 bindingen.

De valentie controleren -

In deze stap hebben we elk atoom met het centrale atoom verbonden door het vereiste aantal bindingen. Hier is het vereiste aantal bindingen 7, maar het totale aantal atomen is 5, dus we voegen meerdere bindingen toe om te voldoen aan de valentie van de respectieve atomen. Tussen N en een van de O-atomen is een dubbele binding aanwezig.

Wijs de eenzame paren toe -

In de laatste stap na het voldoen aan de valentie van de respectieve atomen, wijzen we de eenzame paren toe die extra valentie-elektronen zijn die aanwezig zijn in de valentieschil. In dit molecuul bevatten O-atomen alleen eenzame paren.

KNO3 lewis structuurvorm:

Elk molecuul heeft zijn eigen specifieke vorm en is afhankelijk van de VSEPR-theorie. KNO3 heeft ook een geometrische vorm. Nu kunnen we de KNO3-structuurvorm in detail bespreken.

De specifieke vorm van het KNO3-molecuul is trigonaal vlak. Deze vorm wordt ondersteund door de AX3 soort molecuul. N is aanwezig in het centrum van de trigonaal en drie O-atomen zijn aanwezig in drie verschillende hoekpunten van de geometrie. Deze vorm is perfect voor KNO3 om elke vorm van afstoting te voorkomen.

Volgens de VSEPR-theorie nemen AX3-type moleculen een trigonale bipyramidale of vlakke vorm aan. Hier is later de beste monteur voor KNO3. Het K-atoom is niet direct verbonden met het centrale atoom, maar is verbonden met een van de O. Dus, K heeft geen bijdrage in die vorm, het is alleen rond het centrale N.

KNO3-valentie-elektronen

Het aantal elektronen dat betrokken is bij de vorming van bindingen dat aanwezig is in de valentie-orbitaal staat bekend als valentie-elektronen. Bespreek nu in detail voor KNO3-molecuul.

KNO3-molecuul heeft 24 valentie-elektronen. K heeft 1, N heeft 5 en elk O-atoom heeft 6 valentie-elektronen omdat ze respectievelijk behoren tot de groepen IA, V en VIA in het periodiek systeem. Hun elektronische configuratie van de valentieschil zal dus [Ar]4s . zijn1, [Hij]2s22p3, [Hij]2s22p4 voor respectievelijk K, N en O.

Bereken nu de totale valentie-elektronen die aanwezig zijn in de KNO3-lewisstructuur

  • Valentie-elektronen voor één K-atoom = 1
  • Valentie-elektronen voor één stikstofatoom = 5
  • Valentie-elektronen voor drie O-atomen = 6*3 = 18
  • Dus het totale aantal valentie-elektronen dat aanwezig is in de KNO3-lewisstructuur is, 1+5+18 = 24

KNO3 lewis structuur lone pairs

Eenzame paren zijn de niet-gebonden elektronen die aanwezig zijn in de valentie-orbitaal van respectieve atomen. Laten we het hebben over welk atoom eenzame paren in het KNO3-molecuul bevat.

Er zijn in totaal 7 paar eenzame paren aanwezig in het KNO3-molecuul. Alle eenzame paren behoren alleen tot O-atomen. Omdat alle valentie-elektronen van het N-atoom worden gebruikt in de bindingsvorming en er geen niet-gebonden elektronen beschikbaar zijn. O komt uit groep 16e element en heeft alleenstaande paren.

Elke O-atomen bevatten een ander aantal eenzame paren. Bereken nu de eenzame paren.

  •  O-atomen hebben twee eenzame paren die dubbel gebonden zijn met N
  • Een andere O heeft ook twee eenzame paren die zijn verbonden met de K-site.
  • Een negatieve lading die O-atomen bevat, heeft drie eenzame paren.
  • Dus het totaal aantal alleenstaande paren = 2+2+3 = 7 paren.

KNO3 lewis structuur formele lading

De formele lading kan de lading in een molecuul voorspellen die op een bepaald atoom kan verschijnen. Nu berekenen we de formele lading van individuele atomen van het KNO3-molecuul.

De formele lading op KNO3 is niet nul. Omdat een van N en O geladen is en een gedeeltelijke ionische binding deelt. Dus dat bedrag kan worden voorspeld door de formele lading. Bij het berekenen van de formele lading moeten we aannemen dat N en O beide dezelfde elektronegativiteit hebben.

De formule die we hier kunnen gebruiken, FC = Nv – Nl.p. -1/2 Nb.p.

De formele aanklacht voorbij,

  • N = 5-0-(8/2) = +1,
  • dubbel gebonden O = 6-4-(4/2) = 0,
  • K-gebonden O = 6-4-(4/2) = 0,
  • de laatste O = 6-6-(2/2) = -1

Het molecuul is dus neutraal omdat de negatieve en positieve ladingen het ladingseffect kunnen neutraliseren.

KNO3 lewis structuur octet regel

Elk atoom volgt de octetregel door zijn valentie-orbitaal te voltooien na de vorming van een covalente binding. KNO3-octetregel zal hieronder worden besproken.

K, N en O voltooien hun valentie-orbitaal door binding te vormen en elektronen te delen met een geschikt aantal elektronen. De elektronische configuratie van K, N en O is [Ar]4s1, [Hij]2s22p3, en [Hij]2s22p3 respectievelijk. Ze hebben dus respectievelijk één, drie en twee elektronen nodig.

K is een s-blokelement, dus het heeft nog een elektron nodig om zijn octet te voltooien en het deelt een binding met het O-atoom. De centrale N heeft nog drie elektronen nodig en het vormde drie bindingen met drie O om het octet te voltooien. Elk O-atoom voltooit zijn octet door elektronen te delen in covalente bindingen.

KNO3 bindingshoek:

Elk molecuul heeft zijn eigen bindingshoek tussen de centrale en omringende atomen voor een juiste oriëntatie van de opstelling. Laten we de KNO3-bindingshoek in het kort bespreken.

De bindingshoek van KNO3 is 1200, welke perfecte bindingshoek voor een trigonaal vlak molecuul. Het is dus duidelijk dat er geen afstoting of steric crowding aanwezig is voor afwijking van de hoek. De waarde van deze bindingshoek tussen de ONO-groep. De waarde van hoek interneert ook de hybridisatie van centrale N.

KNO3 Bond-hoek:

De bindingshoek voor een AX3-type molecuul is 1200 voor een trigonaal vlak. De waarde wijkt alleen af ​​als er sprake is van sterische crowding tussen atomen en lone pairs. Maar in het KNO3-molecuul zijn drie O-atomen ver van elkaar verwijderd, dus er is geen kans op verdringing en de bindingshoek blijft hetzelfde.

KNO3 lewis structuurresonantie

Delokalisatie van elektronenwolk via de verschillende canonieke vormen staat bekend als resonantie. Hoe delokalisatie van elektronen in het KNO3-molecuul plaatsvond, wordt hieronder besproken.

Resonantie trad op in het KNO3-molecuul van het elektronenrijke O-centrum naar de elektronen-deficiënte N-plaats. O draagt ​​een negatieve lading, dus het heeft genoeg elektronenwolken voor delokalisatie via de verschillende canonieke vormen van het molecuul. Het molecuul is vlak, dus de resonantie vindt op een zeer gemakkelijke manier plaats.

KNO3 resonerende structuren

Alle drie de structuren zijn verschillende canonieke vormen van het KNO3-molecuul. I en II zijn vergelijkbaar en ze dragen meer bij aan de resonantie omdat ze meer stabiliteit hebben. Omdat ze meer covalente bindingen hebben en een negatieve lading op het elektronegatieve atoom. Structuur III is het minst stabiel.

KNO3-hybridisatie

Om een ​​covalente binding te maken met verschillende bekrachtigde orbitalen ondergaan hybridisatie om een ​​equivalente hybride orbitaal te vormen. Bespreek nu de hybridisatie van KNO3 in detail.

De centrale N is sp2 gehybridiseerd omdat het aantal betrokken orbitalen 3 is.

Structuur  HybridisatiewaardeStaat van hybridisatie van centraal atoom   Bond hoek:
Lineair    2sp /sd / pd  1800
planner trigonaal   3  sp2      1200
Tetraëdrische   4sd3/ sp3     109.50
Trigonaal bipyramidaal5sp3d/dsp3     900 (axiaal), 1200(equatoriaal)
Achtvlakkig  6sp3d2/ NS2sp3      900
vijfhoekige bipiramidale  7sp3d3/d3sp3  900, 720
Hybridisatietabel

                      

                                                                                   

Waarom en hoe KNO3 sp . is2 gehybridiseerd?

Als het centrale atoom van een molecuul betrokken is bij drie orbitalen in de hybridisatie en alleen een sigma-binding vormt, is het sp2 gehybridiseerd.

De formule die gebruikt wordt voor de hybridisatie 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. Dus de hybridisatie van centrale N in KNO3 is, ½(5+0+0+1) = 3(sp2)

KNO3-hybridisatie

We beschouwen alleen de sigma-binding in de hybridisatie, niet de π of enige vorm van meervoudige bindingen. Dit is de beperking van hybridisatie. Alle O-atomen zijn direct bevestigd aan centrale N, dus ze zijn betrokken bij de hybridisatie, niet de K, omdat deze is verbonden met een van de O-atomen.

KNO3 molaire massa

Molaire massa is de exacte massa van het molecuul inclusief de molaire massa van de individuele atomen. Laten we de molaire massa van KNO3 berekenen.

De molaire massa van KNO3 is 101.1032 g/mol. Deze waarde is afkomstig van de molecuulmassa en de sommatiewaarde van de afzonderlijke atomen. De molmassa wordt altijd gedefinieerd in g/mol. Er wordt bepaald hoeveel gram van het molecuul er per mol aanwezig is.

Waarom en hoe is de molaire massa van KNO3 101.1032 g/mol?

Deze exacte waarde komt van de optelling van de atomaire massawaarde van een individueel atoom. Bereken nu elke molmassa apart.

  • De atomaire massawaarde van K is 39.0983
  • De atoommassa van N is 14.0067
  • De atoommassa van O is 15.999
  • Nu zijn er drie o-atomen aanwezig, dus de molaire massa van het KNO3-molecuul is 39.0983 + 14.0067 + (15.999*3) = 101.1032 g/mol.
  • De berekening is gedaan voor 1 mol van de samenstelling

Dus uit bovenstaande berekening kunnen we concluderen dat er 101.1032 g KNO3 aanwezig is in 1 mol. Dus voor een 1:1-reactie van KNO3 en elk ander molecuul moeten we 101.1032 g KNo3-molecuul nemen.

Is KNO3 een elektrolyt?

Wanneer een molecuul in water wordt geïoniseerd en elektriciteit geleidt, zou het een elektrolyt moeten worden genoemd. Kijk nu of KNO3 een elektrolyt is of niet.

KNO3 is een elektrolyt. Het kan elektriciteit geleiden in zijn waterige oplossing. De manier waarop elektriciteit wordt doorgegeven is niet zo hoog, dus het gedraagt ​​​​zich als een matige elektrolyt. KNO3 is een zout en elk zout is een elektrolyt.

Waarom en hoe KNO3 is een elektrolyt?

KNO3 kan worden geïoniseerd in de waterige oplossing om elektriciteit te transporteren.

KNO3 is elektrolyt omdat het geïoniseerd is in de vorm van K+ en NO3- in de waterige oplossing. De mobiliteit van K+ is zo hoog als gevolg van ionische lading en ook nitraat is een beter elektrisch geleidend anion, omdat er resonantie aanwezig is met het nitraat en elektronegatieve O-atomen aanwezig zijn.

Dus wanneer KNO3 wordt opgelost in de waterige oplossing, wordt het geïoniseerd om de respectievelijke kationen en anionen te vormen. Om deze reden wordt de oplossing geladen en transporteert ze elektriciteit, zodat KNO3 zich kan gedragen als een elektrolyt.

Synthese KNO3 lewis structuur

KNO3 is een wit gekleurd kristallijn vast zout in zijn fysieke staat. Het kookpunt, evenals het smeltpunt, is zeer hoog, respectievelijk ongeveer 653 K en 607 K.

  • De synthetische bereidingsmethode van KNO3 is het combineren van ammoniumnitraat met kaliumhydroxide.
  • NH4NEE3(aq) + KOH(aq) = NH3(g) + KNO3(aq) + H2O (l)
  • Een ander proces is zonder ammoniak als bijproduct te vormen, waarbij ammoniumnitraat wordt omgezet met kaliumchloride.
  • NH4NEE3(aq) + KCl(aq) = NH4Cl(aq) + KNO3(Aq)

KNO3 heeft een orthorhombische kristalstructuur in zijn roostervorm en bij hogere temperaturen verandert deze in trigonaal.

Conclusie

KNO3-molecuul is een sterk elektrolytmolecuul, de waterige oplossing geleidt elektriciteit. Het is een covalent molecuul dat gedeeltelijk is geladen.

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