Hier in dit artikel bespreken we alleen de NH3 lewis-puntstructuur, de hybridisatie, vorm en moleculaire feiten ervan in detail, en de NH3Cl+Lewis-puntstructuur.
In de NH3-lewisdot-structuur vormde N drie sigma-bindingen met drie H-atomen. In deze structuur heeft N drie bindingsparen en één alleenstaand paar. Het eenzame paar is ook betrokken bij de hybridisatie en presenteert een van de hybride orbitalen in sp3 hybridisatie. Hoewel het molecuul sp . is3 hybridisatie, dus de verwachting is dat de bindingshoek 109.5 . moet zijn0 maar hier is de HNH-bindingshoek 1070. Dus hier zal de afstoting van een enkel paar-bandpaar worden waargenomen.
zoals het is3 gehybridiseerd, zodat de vorm van het molecuul tetraëdrisch zal zijn, maar het neemt trigonale piramidale geometrie aan. Alle NH-bindingslengtes zijn gelijk en de waarde is 100.8 pm. In CFT kan NH3 zich gedragen als een goede ligand en kan het binden met een hogere of lagere oxidatietoestand van metaal.
Enkele feiten over NH3
NH3 is een kleurloos gas in fysieke toestand en heeft een uitgesproken scherpe geur. Wetenschapper Hebben 1st gesynthetiseerde ammoniak uit stikstof en waterstofgas. Het is veel lichter dan lucht, de dichtheid van ammoniak is de helft van normale lucht. De molaire massa van het ammoniakmolecuul is 17.031 g/mol.
Het smeltpunt en het kookpunt van het ammoniakmolecuul zijn respectievelijk 195.42 K en 239.81 K. De dampdruk van het gasvormige ammoniakmolecuul is 857.3 KPa.
In het Haber-proces kan ammoniak in de industrie worden gesynthetiseerd.
2N2 + 3H2 = 2 NH3
In verschillende meststoffen kan ammoniak worden gebruikt en het is ook een goede bron van stikstof.
Hoe de NH3 lewis dot-structuur te tekenen?
Naar teken de lewis-stip of lewis-structuur van een molecuul is zowel een zeer uitdagende als een belangrijke taak. Omdat deze Lewis-dot-structuur van een molecuul ons de juiste basisinformatie over de moleculen kan geven, zoals vorm, bindingshoek, hybridisatie, valentie-elektronen, enz. Voordat we beginnen met het tekenen van de NH3-lewis-dotstructuur, zijn er een paar regels die we moeten volgen .
Stap 1– we moeten alle valentie-elektronen tellen voor alle individuele atomen in het molecuul en ze bij elkaar optellen. In de NH3 lewis dot structuur, zijn er vier atomen aanwezig, één N- en drie H-atomen. De valentie-elektronen voor N zijn 5 en voor drie H-atomen zijn 3. Dus de totale valentie-elektronen zijn 5+3 = 8.
Stap 2 – Volgens de octetregel zijn de elektronen die nodig zijn voor de NH3 lewis dot structuur zal 8 + (3*2) = 14 zijn. De beschikbare valentie-elektronen zijn 8. Nu zijn de vereiste elektronen (14-8) = 6 elektronen en het minimum aantal vereiste bindingen in dit molecuul is 6/2 = 3 bindingen .
Stap 3– Nu moeten we het centrale atoom selecteren. N is hier het centrale atoom op basis van elektronegativiteit en de grootte van het atoom.
Stap 4 – alle atomen met het centrale atoom verbinden via het vereiste aantal enkelvoudige bindingen, namelijk drie. Dus N maakt drie enkele bindingen met drie H-atomen.
Stap 5- Nu toegewezen aan de eenzame paren over het respectieve atoom. Hier bevat alleen N alleenstaande paren, dus de alleenstaande paren worden alleen over N toegewezen. Nu, indien nodig, om meerdere bindingen te vereisen, voeg dan alleen meerdere bindingen toe, maar hier is het octet voltooid. Het is dus niet nodig om meerdere bindingen toe te voegen of enige lading over het molecuul toe te voegen.
NH3 lewis structuurvorm:
In de NH3 lewis dot structuur, zullen 8 elektronen betrokken zijn bij de hele bindingsvorming. We kunnen dus zeggen dat het aantal elektronen voor dit molecuul 8 is, en volgens de VSEPR-theorie neemt het een tetraëdrische vorm aan.
Volgens de VSEPR-theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) als het aantal elektronen voor een molecuul 8 is, wordt de tetraëdrische geometrie aangenomen. Maar de voorwaarde is dat het centrale atoom geen eenzame paren heeft. In de NH3 lewis dot structuur, centrale N heeft alleenstaande paren, dus het neemt geen tetraëdrische geometrie aan, maar neemt eerder een trigonale piramidale vorm aan.
N is aanwezig op de centrale positie en drie H zijn op de drie hoekpunten van deze geometrie om de structuur te behouden.
NH3 formele lading
Een molecuul, al dan niet gedeeltelijk geladen, kan worden berekend door de formele lading. De formele lading is een hypothetisch concept waarmee we de ladingseigenschap van het molecuul kunnen bepalen.
Het is een theoretisch concept, dus formele lading heeft een specifieke formule, en de formule is,
FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp
waar nrv is het aantal elektronen in de valentieschil of buitenste orbitaal, Nlp is het aantal elektronen in het eenzame paar, en Nbp is het totale aantal elektronen dat alleen bij de vorming van de binding is betrokken.
Er is een aanname voor het berekenen van formele lading dat alle atomen dezelfde elektronegativiteit hebben.
In de NH3 lewis dot structuur, er zijn N en H twee verschillende substituenten aanwezig, dus we moeten de formele lading voor beide afzonderlijk berekenen.
De formele lading over het N-atoom is, 5-2-(6/2) = 0
De formele lading over de H-atomen is, 2-0-(2/2) = 0
Uit de berekening van de formele lading kunnen we concluderen dat het NH3-molecuul neutraal is en er geen lading in voorkomt.
NH3 alleenstaande paren
Na de vorming van een binding, als er elektronenparen aanwezig zijn in de valentieschil van een atoom, worden dit eenzame paren genoemd. Eenzame paren zijn valentie-elektronen, maar nemen niet deel aan de vorming van bindingen met andere daaropvolgende. NH3 heeft ook een alleenstaand paar.
Om de eenzame paren te achterhalen, moeten we de elektronische configuratie van elk atoom in de NH3 . controleren lewis dot structuur.
In NH3 lewis dot structuur, H en N zijn alleen aanwezig, dus we moeten hun elektronische configuratie controleren.
H heeft slechts 1 elektron in zijn s-orbitaal en dit is zijn valentie-elektron. Het eenzame paar heeft minstens twee elektronen nodig, maar H heeft slechts 1 elektron en dat elektron is betrokken bij de vorming van de binding. Natuurlijk heeft H geen eenzaam paar.
Behalve H is er nog een atoom aanwezig N. N is het groep 15e element in het periodiek systeem. Vanuit de elektronische configuratie, we weet dat er vijf elektronen zijn in zijn valentieschaal, dus in N kan er een mogelijkheid zijn om een eenzaam paar te hebben. N vormde drie enkelvoudige bindingen met drie H-atomen en gebruikte zijn drie elektronen uit de valentieschil.
Dus nu heeft N twee elektronen in zijn valentieschil en is er geen kans op verdere bindingsvorming en die twee elektronen bestaan als eenzaam paar in de NH3 lewis dot structuur. Het enige paar in het NH3-molecuul komt dus eigenlijk van de N-plaats. Deze eenzame paren zijn aanwezig in de hybride orbitaal van het NH3-molecuul en voor dit eenzame paar verschillen de structuur en vorm van het molecuul.
In het NH3-molecuul spelen alleenstaande paren dus een belangrijke rol.
NH3-bindingshoek
De bindingshoek van een tetraëdrische molecuul is altijd 109.50 maar in een NH3-molecuul zal de HNH-bindingshoek 1070 zijn. Er zal dus een afwijkingsfactor aanwezig zijn in de NH3 lewis dot-structuur.
In de NH3 lewis dot structuur, er is een eenzaam paar aanwezig in de hybride orbitaal van N en drie H-atomen zijn daar ook aanwezig. Vanwege de kleine omvang van N is er een afstoting van een paar-bandpaar die optreedt in het NH3-molecuul. Om de afstoting te minimaliseren, verkleint N de bindingshoek tot 1070.
Hoewel het een tetraëdrisch molecuul is, is de elektronische vorm trigonaal piramidaal en daarom zal de bindingshoek 120 . zijn0. Maar vanwege de afstoting van een enkel paar-bandpaar, werd het aangepast tot 1070.
NH3-hybridisatie
N komt uit groep 15th element terwijl H groep 1 . isst element. Dus de energie van de orbitaal is anders en niet compatibel met bindingsvorming. Ze moeten dus hybridisatie ondergaan om een nieuwe hybride orbitaal met equivalente energie te vormen. Hier ondergaat N sp3 hybridisatie.
Om de hybridisatie te berekenen, gebruiken we een specifieke formule, H = 0.5(V+M-C+A), waarbij H= hybridisatiewaarde van het centrale atoom, V is het aantal valentie-elektronen in het centrale atoom, M = eenwaardige atomen, C = nee. van kation, A = nee. van het anion.
In de NH3 lewis dot structuur, het centrale atoom N heeft vijf valentie-elektronen, waaronder een eenzaam paar, en drie H-atomen zijn aanwezig in de omgeving.
Dus de hybridisatie van centrale N in het NH3-molecuul is, ½(5+3+0+0) =4 (sp3)
| Structuur | Hybridisatiewaarde | Staat van hybridisatie van centraal atoom | Bond hoek: |
| Lineair | 2 | sp /sd /pd | 1800 |
| planner trigonaal | 3 | sp2 | 1200 |
| Tetraëdrische | 4 | sd3/ sp3 | 109.50 |
| Trigonaal bipyramidaal | 5 | sp3d/dsp3 | 900 (axiaal), 1200(equatoriaal) |
| Achtvlakkig | 6 | sp3d2/ NS2sp3 | 900 |
| vijfhoekige bipiramidale | 7 | sp3d3/d3sp3 | 900, 720 |
Uit de hybridisatiekaart kunnen we zeggen dat als het aantal orbitalen in hybridisatie gelijk is aan vier, het centrale atoom sp zal zijn3 gehybridiseerd.
Uit het boxdiagram van het NH3-molecuul blijkt dat het lone pair ook bij de hybridisatie betrokken is. Het eenzame paar is aanwezig in de s-orbitaal van het N-atoom. Het is niet langer aanwezig in de 3s-orbitaal, het is aanwezig sp3 hybride orbitaal, zodat het gemakkelijk kan worden gedoneerd. Daarom kan NH3 zich gedragen als een sterke lewisbase.
Conclusie
In de NH3 lewis dot structuur, molecuul is tetraëdrisch door geometrische vorm, maar elektronengeometrie is trigonaal piramidaal. De bindingshoek is 1070 in plaats van 109.50. het molecuul is polair vanwege een asymmetrische structuur. Het kan zich gedragen als een sterke Lewis-base vanwege de gemakkelijke donatie van eenzame paren die aanwezig zijn in een hybride orbitaal.
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.
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!