Na3N Lewis-structuur en kenmerken (13 volledige feiten)

Na₃N of natriumnitride is het ternaire nitride van een alkalimetaalverbinding met een molecuulgewicht van 82.97 g/mol. Nu zullen we Na . bespreken₃N in detail.

Na₃N kan worden gezien als een ammoniakmolecuul waarbij alle drie de H-atomen zijn vervangen door de drie natriumatomen. De rangschikking van het molecuul is als ammoniak, wat een tetraëdrische eenheid is. De eenzame paren van N zijn ook betrokken bij de geometrie en hybridisatie. Het lijkt donkerblauw van kleur.

Het kan worden gesynthetiseerd door de thermische ontleding van NaNH₂ of normale reactie tussen Na- en N-atomen. Laten we in dit artikel de moleculaire eigenschap van NaN . uitleggen₃ samen met de hybridisatie, oplosbaarheid, polariteit en bindingshoek met een goede uitleg in het volgende gedeelte van het artikel.

1. Hoe teken je Na₃N lewis-structuur

Lewis-structuur kan ons een goed idee geven over de binding, valentie-elektronen, vorm en bindingshoek. Nu proberen we de lewisstructuur van Na . te tekenen₃N in een paar stappen.

Het totale aantal valentie-elektronen tellen

Elektronen zijn betrokken bij de valentie-orbitaal en bindingsvorming voor de Na₃N, aan de andere kant, we kunnen zeggen dat elke Na en N in totaal 8 valentie-elektronen hebben bijgedragen voor het molecuul dat verantwoordelijk is voor de chemische eigenschap van het molecuul.

Het centrale atoom kiezen

Na het tellen van de totale valentie-elektronen, moeten we het centrale atoom voor het molecuul kiezen. Het kiezen van een centraal atoom is een zeer belangrijk onderdeel omdat alle omringende atomen ermee verbonden zijn. Op basis van grootte en elektronegativiteit kiezen we N als het centrale atoom voor de Na₃N molecuul.

Het octet bevredigen

Elk atoom in een molecuul na de vorming van een binding moet worden voldaan door hun octet-voltooiing om hun valentie-orbitaal te vervullen en edelgasstabiliteit te verkrijgen. Om het octet te voltooien, moet elk atoom een ​​geschikt aantal elektronen in een valentie-orbitaal delen of opnemen. Het totale aantal benodigde elektronen per octet is 14.

Voldoen aan de valentie

Elk atoom moet een gelijk aantal bindingen vormen met zijn valentie. De valentie-elektronen zijn 8 en octet-elektronen zijn 14, dus de resterende 14-8 = 6 elektronen moeten vergezeld gaan van 6/2 = 3 bindingen. N heeft stabiele valentie 3 en vormt 3 bindingen met drie Na-atomen en elke Na vormt een enkele binding met N.

Wijs de eenzame paren toe

Er zullen minimaal drie bindingen aanwezig zijn in het Na3N-molecuul en daarna, als er elektronen over zijn, worden ze gebruikt in bindingsvorming (indien nodig) of bestaan ​​ze als alleenstaande paren over bepaalde atomen. Alleen N bevat een eenzaam paar omdat het vijf valentie-elektronen heeft en drie bindingen vormt die drie elektronen delen.

2. Nee₃N valentie-elektronen

Valentie-elektronen zijn die aanwezig in de buitenste orbitaal en verantwoordelijk voor de chemische eigenschap van een atoom. Laten we valentie-elektronen tellen die aanwezig zijn voor NaN₃.

Het totale aantal valentie-elektronen wordt geteld als 8, waarbij elektronen ook bijdragen van de 3 Na-atomen en 1 N-atoom. Dus de totale valentie-elektronen zijn de som van de valentie-elektronen voor de individuele atomen. We moeten valentie-elektronen van individuele atomen tellen en dan bij elkaar optellen.

• De elektronische configuratie van Na is [Ne]3s¹
• Dus het valentie-elektron voor elk Na-atoom is 1
• De elektronische configuratie van N is [He]2s²2p³
• Dus de elektronische configuratie voor het N-atoom is 5
• Dus de totale valentie-elektronen voor de NaN₃ zijn (1*3) + 5 =8

3. Nee₃N lewis structuur eenzame paren

Het aantal eenzame paren is de resterende elektronen van de valentie-elektronen om deelnemende elektronen te binden. Laten we de eenzame paren van Na . berekenen₃N.

De totale alleenstaande paren die aanwezig zijn over de Na₃N is 1 paar, wat betekent dat er slechts 2 eenzame paar elektronen zijn en die elektronen komen uit de valentie-orbitaal van N. omdat N 5 elektronen heeft, inclusief de beide valentie-orbitaal en slechts drie elektronen worden gebruikt in de bindingsvorming, dus de resterende elektronen bestaan ​​als eenzaam paar .

• De formule die moet worden berekend voor de eenzame paren is, eenzame paren = elektronen aanwezig in de valentie-orbitaal - elektronen die betrokken zijn bij de vorming van bindingen
• De eenzame paren die aanwezig zijn over elk Na-atoom zijn, 1-1 = 0
• De eenzame paren die aanwezig zijn over het N-atoom zijn, 5-3 = 2
• Dus N bevat maar 1 elektronenpaar en dat is het totale aantal eenzame paren over de NaN₃ molecule.

4. NaN₃ lewis structuur octet regel

Na bindingsvorming wordt de octetregel toegepast op het molecuul door de valentie-orbitaal te voltooien met een geschikt aantal elektronen. Laten we het octet van NaN . controleren₃.

Voor de voltooiing van octetten hebben Na en N respectievelijk één en drie elektronen nodig omdat ze één en vijf valentie-elektronen in hun valentie-orbitaal hebben. Dus het totale aantal elektronen dat nodig is voor het octet is 6+8 = 14 maar valentie-elektronen zijn beschikbaar bij 8, dus de resterende elektronen worden gevuld door het octet.

Er zullen 14-8 = 6 elektronen zijn die worden gedeeld door de 6/2 = 3 bindingen die nodig zijn voor de NaN₃ molecuul en elke Na maakt een enkele binding met N op deze manier maakt N drie enkele bindingen om het octet van N en Na te voltooien. Dus, door elektronen te delen, zal elk atoom in het NaN₃ voltooide zijn valentie-orbitaal en octet.

5. NaN₃ lewis structuur vorm:

De moleculaire vorm van NaN₃ wordt bepaald door de VSEPR-theorie en de aanwezigheid van de centrale en andere atomen. Laten we de vorm van de NaN . voorspellen₃.

De moleculaire vorm van het NaN₃ rond het centrale N-atoom is trigonaal piramidaal, wat kan worden bepaald aan de hand van de volgende tabel.

De vorm van het tetra-gecoördineerde molecuul is tetraëdrisch waarbij afstoting zeer minimaal is, maar als een binding wordt vervangen door alleenstaande paren, zal de vorm worden veranderd in trigonaal piramidaal zoals AX₃E-type molecuul volgens VSEPR-theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion), NaN₃ aangenomen trigonale piramidale vorm.

6. Nee₃N lewis structuurhoek:

De bindingshoek van de Na₃N hangt af van de oriëntatie van de N en drie Na-atomen in een trigonale piramidale vorm. Laten we de bindingshoek van de Na . berekenen₃N.

De bindingshoek Na-N-Na is ongeveer 107⁰, vanwege de drie bindingsparen en één afstoting van één enkel paar, verkleint het molecuul zijn bindingshoek van de ideale waarde van 109.5⁰. de vorm van het molecuul is afgeweken van de ideale vorm van tetraëdrisch naar trigonaal piramidaal, dus de bindingshoek is ook veranderd.

• Nu proberen we de theoretische bindingshoek samen te voegen met de berekende bindingshoekwaarde van de hybridisatie van het centrale atoom.
• De bindingshoekformule volgens de regel van Bent is COSθ = s/(s-1).
• Het centrale atoom N is sp³ gehybridiseerd, dus het s-karakter is hier 1/4^th
• Dus de bindingshoek is, COSθ = {(1/4)} / {(1/4)-1} =-( 1/3)
• Θ = COS^-1(-1/2) = 109.5⁰
• Maar de vorm van het molecuul verandert, dus de bindingshoek wordt ook kleiner.
• Dus de waarde van de bindingshoek is de berekende waarde en de theoretische waarde is gelijk.

7. Nee₃N lewis structuur formele lading

De formele aanklacht is een hypothetisch concept door uit te gaan van gelijke elektronegativiteit voor alle atomen om de lading te voorspellen. Nu berekenen we de formele lading van Na₃N.

De formele lading getoond door de Na₃N-molecuul is 0 omdat het molecuul Na₃N is neutraal van aard. De lading die zowel door het kation als door het anion wordt geaccumuleerd, wordt in dit molecuul volledig geneutraliseerd. De elektropositieve Na-atomen worden geneutraliseerd door elektronegatieve stikstofatomen door de valentielading.

• Het molecuul is neutraal bij de berekening van formele lading door de formule, Formele lading = N_v - N_lp -1/2 N_bp
• De formele lading die aanwezig is over de Naatom is 1-0-(2/2) = 0
• De formele lading die aanwezig is over het jodide-ion is 5-2-(6/2) = 0
• Dus de formele lading van Na en Nare is respectievelijk 0 en 0, dus de waarde is hetzelfde en nul, dus neutraliseerden ze elkaar en maakten ze het molecuul neutraal

8. Nee₃N hybridisatie

Het centrale atoom N ondergaat hybridisatie omdat het een verschillende orbitaal van verschillende energie heeft om een ​​covalente binding te maken. Laten we eens kijken naar de hybridisatie van de Na₃N.

N is sp³ gehybridiseerd waar zijn eenzame paren aanwezig zijn een van gehybridiseerde orbitale die kan worden bevestigd uit de volgende tabel.

• We kunnen de hybridisatie berekenen met de conventieformule, H = 0.5(V+M-C+A),
• Dus de hybridisatie van centrale N is, ½(5+3+0+0) = 4 (sp³)
• Een s orbitaal en drie p orbitalen van N zijn betrokken bij de hybridisatie.
• Het eenzame paar over de N is betrokken bij de hybridisatie.

9. Nee₃N oplosbaarheid

De oplosbaarheid van het covalente molecuul hangt af van de neiging tot H-binding en de mate van dissociatie. Laten we eens kijken of Na₃N is oplosbaar in water of niet.

Na₃N is oplosbaar in water omdat de aanwezigheid van het elektronegatieve, kleinere N-atoom in staat kan zijn een H-binding te vormen met de eenzame paren van het watermolecuul. Ook het kation Na⁺ kan het watermolecuul aantrekken door zijn ionische potentieel en wordt oplosbaar in water.

Afgezien van water Na₃N kan oplosbaar zijn in andere volgende oplosmiddelen:

• CCI₄
• CHCl₃
• DMSO
• Benzine
• Tolueen

10. Is Na₃N vast of vloeibaar?

De meeste covalente moleculen hebben een lagere interactie-energie tussen de samenstellende atomen. Nu zien we of Na₃N is vast of vloeibaar van aard.

Na₃N is een vast covalent molecuul omdat de van der Waal-aantrekking in het molecuul erg hoog is, dus alle atomen bevinden zich dicht bij elkaar. In de kristalvorm bestaat het als kubisch waarbij elk Na-atoom wordt omringd door vier N-atomen en elk N-atoom ook wordt omringd door vier Na-atomen.

Bij kamertemperatuur verschijnt het als roodachtig bruin of donkerblauw vast kristal.

11. Is Na₃N polair of niet-polair?

Het covalente molecuul vertoont zowel polaire als niet-polaire karakters op basis van de geometrie die ze hebben aangenomen. Laten we eens kijken of Na₃N is polair of niet-polair.

Na₃N is een polair molecuul vanwege zijn piramidale vorm, die asymmetrisch is. Er bestaan ​​drie dipool-momentstromingen van het elektropositieve Na-atoom naar elektronegatieve N-atomen. Maar er zal geen tegengestelde richting van het dipoolmoment worden waargenomen vanwege de moleculaire vorm en het resulterende dipoolmoment.

Ook maakt de bindingshoek tussen Na en N het molecuul polair voor zijn oriëntatie.

12. Is Na₃N zuur of basisch?

De zuurgraad of basiciteit hangt af van het vermogen om proton of hydroxide af te staan ​​in de waterige oplossing. Laten we eens kijken of Na₃N is zuur of basisch.

Na₃N is noch zuur noch basisch van aard omdat het wordt gevormd door de neutralisatiereactie tussen één zuur (zoutzuur) en één base (natriumhydroxide) verbinding. Het heeft dus geen bepaald karakter. Zelfs het heeft geen zuur proton- of hydroxide-ion.

Maar het eenzame paar over de N kan worden gedoneerd vanwege de aanwezigheid van gehybridiseerde orbitaal, dus kan het worden gedelokaliseerd en om deze reden fungeert het als een Lewis-base.

13. Is Na₃N elektrolyt?

De elektrolytische aard van covalente moleculen is laag dan die van ionische moleculen omdat ze worden aangetrokken door een zwakke kracht. Laten we eens kijken of Na₃N is een elektrolyt of niet.

Na₃N is een sterke elektrolyt omdat het kan dissociëren in twee sterk geladen deeltjes Na⁺ en N^3-. Door de vorming van deze twee soorten ionen in de waterige oplossing wordt de oplossing ook geladen en transporteert ze heel gemakkelijk elektriciteit.

14. Is Na₃N ionisch of covalent?

De aard van de binding van het centrale atoom hangt af van de hybridisatie of sterke interactiekracht. Laten we bespreken of Na₃N is ionisch of covalent.

Na₃N is enigszins ionisch van aard, samen met een covalent karakter, omdat geen enkel molecuul 100% puur ionisch of covalent is, afhankelijk van de theorie van polariseerbaarheid van de regel van Fajan. De centrale N ondergaat hybridisatie als een covalent molecuul, maar Na⁺ heeft een hoger ionisch potentieel, kan een gepolariseerd anionisch deel zijn.

Conclusie

Na₃N is een anorganische lewisbase waarbij het enige paar over de N kan worden gedoneerd aan het elektronenarme centrum en kan deelnemen aan de verschillende reacties. Het heeft geen smeltpunt, zelfs niet bij hogere temperaturen, het ontleedde in zwarte kleurelementaire vorm.

Lees ook:

• Coh2 Lewis-structuur
• Koh Lewis-structuur
• Mgcl2 Lewis-structuur
• Pof3 Lewis-structuur
• N2o2 Lewis-structuur
• Sbh3 Lewis-structuur
• Sicl4 Lewis-structuur
• Sbcl5 Lewis-structuur
• Nco Lewis-structuur
• Ch2cl2 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.