N2O Lewis-structuur: tekeningen, hybridisatie, vorm, ladingen, paar en gedetailleerde feiten

by

Dit artikel bespreekt de N2O Lewis-structuur en de hybridisatie, vorm, bindingshoek en relevante gedetailleerde uitleg.

N2O is een covalent molecuul. Het centrale N-atoom is sp gehybridiseerd en terminale N en O zijn sp, en sp3 respectievelijk gehybridiseerd. Omdat het sp-hybridisatie is, is de geometrie van lachgas lineair. Dus de NNO-bindingshoek is 1800.

De centrale N maakt één covalente binding met N en O. Het molecuul is neutraal maar in resonantie vertoont het een andere canonieke vorm, en sommige zijn geladen. Om zijn octet te voltooien kan het centrale N-atoom een ​​-binding vormen met terminal N en O samen met een sigma-binding. De eenzame paren bevinden zich zowel boven N als O. NN-binding maakt een dipoolmoment van nul, maar NO maakt een resulterend dipoolmoment. dus nee2O is een polair molecuul. Distikstofoxide (N2O) is ook bekend als distikstofmonoxide.

Enkele feiten over Lachgas

Het molecuulgewicht van lachgas is 44.013 g/mol. De dichtheid van N2O is 1.977 g/L. Het smeltpunt en het kookpunt van lachgas zijn respectievelijk 182.29 K en 184.67 K. Het meest voorkomende syntheseproces van lachgas is de thermische ontleding van droog ammoniumnitraat (NH4NO3).

Lachgas wordt vaak lachgas genoemd. Het is een kleurloos, onbrandbaar gas. De geur van het gas is licht zoet. Het werkt als een ligand, coördineert met verschillende metaalcentra en neemt deel aan veel organometallische reacties.

Methode voor het tekenen van de Lewis-structuur voor N2O

Voordat we eerst verder gaan met de Lewis-structuur van N2O, moeten we: weet wat de structuur van Lewis is hij precies is. Lewis-structuur of lewis dot-structuur is een soort weergave van een molecuul dat de valentie-elektronen laat zien, vooral in de covalente binding.

Met behulp van de lewis structuur, kunnen we gemakkelijk de valentie-elektronen bepalen, het aantal elektronen dat deelneemt aan de vorming van bindingen, evenals de formele lading van het molecuul.

Er zijn enkele punten die we in gedachten moeten houden bij het tekenen van de lewis structuur van een molecuul.

  • Eerst moeten we de valentie-elektronen van elk afzonderlijk atoom in het molecuul berekenen en bij elkaar optellen.
  • Als het molecuul een negatieve lading draagt, wordt er een extra elektron toegevoegd gelijk aan de negatieve lading.
  • Als het molecuul kationisch is, moet een gelijk aantal elektronen uit het molecuul worden verwijderd.
  • Vervolgens moeten we het centrale atoom identificeren aan de hand van zijn elektronegativiteit. Normaal gesproken zou een competitief meer elektropositief atoom het centrale atoom moeten zijn.
  •  Nu zijn alle atomen in de moleculen verbonden via een enkele binding.
  • Dan worden alleenstaande paren toegewezen aan het atoom, in het algemeen worden alleenstaande paren toegewezen aan het elektropositieve atoom.

Na het toewijzen van de eenzame paren als het octet van een atoom niet is voltooid, wordt een dubbele of driedubbele obligatie moet in volgorde worden getrokken om het octet te voltooien. Indien nodig moeten de eenzame paren worden omgezet in de bindingsparen om aan het octet te voldoen.

In lachgas is het centrale N-atoom omgeven door één N- en één O-atoom. De elektronische configuratie van N is 1s22s22p3 en de elektronische configuratie van O is 1s22s22p4. Dus rekening houdend met het valentie-schilelektron van N is vijf, waaronder drie elektronen die een binding vormen met terminal N en O en twee van hen blijven als eenzaam paar.

Het valentie-elektron van O is zes en twee van hen vormen bindingen met centrale N en vier van hen blijven als twee paar eenzame paar. Voor de terminal vormt één elektron een binding met centrale n en vier van hen blijven als twee paren eenzame paren. Dus het totale aantal valentie-elektronen van N2O is (2*5) + 6 = 16.

N2O lewis structuurvorm:

Een alleenstaand paar over het centrale N-atoom en twee paar alleenstaande paren over respectievelijk terminal N en O. De structuur is lineair en de elektronendichtheid is verdeeld over het molecuul.

n2o lewis-structuur
Lewis-structuur van N2O

N2O lewis structuur formele lading

De formele lading wordt gedefinieerd als de lading over een bepaald molecuul, ervan uitgaande dat alle atomen dezelfde elektronegativiteit hebben.

FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp

Van resonantie is de meest bijdragende structuur van lachgas

beeld 23
Lewis-structuur van N2O

Dus we moeten de formele kosten voor het individu berekenen.

FC van klem N = 5-2-(6/2) = 0

FC van centrale N = 5-0-(8/2) = 1

FC van klem O = 6-6-(2/2) = -1

Aantal alleenstaande paren in N2O lewis-structuur

Het totale aantal lone pairs wordt berekend door de som van het lone pair van een individueel atoom. Nu moeten we de meest stabiele canonieke vorm volgens resonantie beschouwen. De meest stabiele canonieke vorm van lachgas is:

beeld 24
Lewis-structuur van N2O

Het totale aantal eenzame paren in lachgas is dus (1+3) = 4.

Hybridisatie van N2O

Voor het berekenen van hybridisatie moeten we rekening houden met de meest bijdragende canonieke vorm van lachgas. In die vorm zal er een drievoudige binding zijn tussen twee N-atomen en één enkele binding tussen N en O.

Het omvat het mengen van atomaire orbitalen met vergelijkbare energie om een ​​gelijk aantal gemengde orbitalen of hybride orbitalen te vormen en deze hybride orbitalen zijn zo georiënteerd in de ruimte dat ze kunnen overlappen met geschikte orbitalen van de volgende. Als de orbitalen dezelfde energie hebben, wordt dit equivalente hybridisatie genoemd en als de gemengde orbitalen een verschillende energie hebben, wordt dit niet-equivalente hybridisatie genoemd.

In de grondtoestand is de elektronische configuratie van N [He]2s22p3. Wij weet dat het maximale aantal elektronen bezet in p-orbitaal is 6. Om het octet N te voltooien, heeft N nog 3 elektronen nodig. Opnieuw is de elektronische configuratie van O [He]2s22p4.

Om octet O te voltooien, hebben we nog 2 elektronen nodig. Dus nu zullen ze hybridisatie ondergaan. Voor terminal N die een drievoudige binding maakt met het centrale N-atoom, zijn er twee π-bindingen en we moeten π-binding niet beschouwen bij hybridisatie. Dus in het centrale N-atoom zijn er twee elektronen in de s-orbitaal die als een eenzaam paar overblijven en één elektron uit de p-orbitaal ondergaat hybridisatie met het centrale N-atoom.

Dus de hybridisatie van terminal N-atoom is sp. Voor het terminale N-atoom is er geen eenzaam paar, één elektron uit de p-orbitaal maakt een sigma-binding met O en één elektron uit de s-orbitaal maakt een sigma-binding met terminal N. andere elektronen maken de dubbele en drievoudige binding met terminal n die nemen niet deel aan hybridisatie. Dus de wijze van hybridisatie van de centrale N-atoom is sp.

In terminal O zijn er drie eenzame paren en één bindingspaar (maak sigma-binding met centrale N). Dus de hybridisatie van O is sp3.

beeld 25
Hybridisatie van N2O

N2O bindingshoek

Van de hybridisatie hebben we weet dat het centrale N-atoom in lachgas is sp gehybridiseerd, dus de bindingshoek van NNO is 1800.

Aangezien de terminal O sp3 . is gehybridiseerd dus de vorm van het molecuul rond de terminal O enigszins gekanteld.

N2O octetregel

Volgens de octetregel moet elk atoom zijn volantschil voltooien door elektronen te doneren of elektronen te accepteren om de dichtstbijzijnde edelgasconfiguratie te krijgen.

Stikstof is een groep VA-elementen, dus het heeft 5 elektronen in de buitenste schil en zuurstof is een VIA-element, dus het heeft 6 elektronen in de buitenste schil. Dus bij het ondergaan van hybridisatie zullen er nieuwe hybride orbitalen ontstaan, op deze manier voltooien zowel stikstof als zuurstof hun octet en verkrijgen ze de dichtstbijzijnde edelgasconfiguratie. Maar er is een overmaat van het elektron ten opzichte van zuurstof, dus er rust een negatieve lading op zuurstof.

N2O resonantiestructuur

Resonantie is een theoretisch concept - dat introduceert om de bindingseigenschappen van moleculen te verklaren via het verschuiven van de elektronische wolken tussen de atomen op een zodanige manier dat de belangrijkste structuur van het raamwerk blijft ongewijzigd. In werkelijkheid, het is een ander bindingsmodel waarbij de werkelijke structuur kan worden weergegeven als de resonantie met een hybride van een aantal verschillende canonieke vormen.

Regels voor de meest bijdragende structuur

  • De meest bijdragende structuur zou er een moeten zijn die het grootste aantal covalente bindingen bevat.
  • Voor meer dan één structuur met een gelijk aantal covalente bindingen zal degene waarin meer elektronegatieve substituenten die de elektronegatieve lading bevatten een hogere bijdrage hebben, meer elektropositieve substituenten die de positieve lading bevatten.
beeld 26
N2O resonerende structuren

De structuur I, II en III hebben het hoogste aantal covalente bindingen, en daarom zullen ze een hogere bijdrage hebben in vergelijking met die van IV en V. Van I, II, III zal structuur III de minste bijdrage hebben, omdat soortgelijke ladingen zijn dicht bij elkaar. Van de structuren I en II zal de eerste een grotere bijdrage leveren, aangezien elektronegatieve elementen Zuurstof een negatieve lading en een positieve lading bevat over het lee elektronegatieve atoom N.

gebruik van N2O

  • Het is gebruikte raketmotorbrandstof als een oxidatiemiddel
  • Het wordt gebruikt bij de productie van verschillende halfgeleiders
  • Het wordt in de medische wereld gebruikt als pijnstiller en verdovingsmiddel en wordt speciaal gebruikt in de tandheelkunde
  • Het wordt gebruikt als smaakstof
  • Ook gebruikt in een anti-angst middel.

Veelgestelde vragen (FAQ)

Wat meer polair is tussen N2O en NEE2 ?

N2O is lineair en NO2 is gebogen. Dus het resulterende dipoolmoment in NO2 is hoger dan N2O, dus NEE2 is meer polair.

Lees ook: