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

OH-ion is een diatomisch anion dat bekend staat als hydroxide-ion. Het is fundamenteel van aard. Het is ook bekend als hydroxylgroep terwijl het de functionele groep van elke structuur bepaalt.

Hydroxide (OH-) ion komt van nature voor in water. Het is in feite een elektrisch neutraal molecuul. Het kan zichzelf ioniseren om H+-ionen (kationen) te krijgen, wat een belangrijk bestanddeel is bij zuurvorming. Dit ion kan zouten produceren waarvan sommige kunnen dissociëren in waterige oplossingen. Hier, in dit hoofdartikel, leren we over OH- lewis structuur en zijn gedetailleerde feiten.

Hoe de Lewis-structuur voor OH- te tekenen?

Hieronder volgen de genoemde punten: teken de lewisstructuur van elk molecuul:

  1. Tellen van totale valentie-elektronen beschikbaar op structuur.
  2. Centrale positie wordt ingenomen door het element met de laagste elektronegativiteit.
  3. Maak verbinding van verlijming binnen alle elementen die in structuur aanwezig zijn.

Chemische formule voor hydroxide-ion is OH-.

Molecuulgewicht van OH- is 17.007 g mol-1.

Moleculaire geometrie van OH- is lineair van vorm.

OH- heeft sp-hybridisatie.

OH- is polair van aard.

Bij OH-ion zijn slechts twee elementen betrokken, dwz het is diatomisch en bevat één zuurstof- en één waterstofatoom. Er is een enkele covalente binding tussen de O- en H-atomen. Zuurstofatoom met -1 lading erop, wat de over het algemeen als gehele lading op OH-ion laat zien. in OH- lewis-structuur zijn er eenzame elektronenparen aanwezig op O-atoom.

  • Tellen van totale valentie-elektronen beschikbaar op OH-ionstructuur.

Nu zullen we de totale valentie-elektronen berekenen die aanwezig zijn op het hydroxide (OH-) -ion. OH-ion heeft slechts twee elementen waterstofatoom en zuurstofatoom. Waterstofatoom behoort tot de 1st groep periodiek systeem en zuurstofatoom behoort tot de 16th groep periodiek systeem. Daarom bevat waterstofatoom één valentie-elektron en zuurstofatoom zes valentie-elektronen.

Ook tijdens de valentie-elektronenberekening van OH-ion moeten we één extra elektron toevoegen voor de min (-) lading op de OH-groep.

Daarom Zuurstofatoom valentie-elektronen = 6 x 1 (O) = 6

                  Waterstofatoom valentie-elektronen = 1 x 1 (H) = 1

      Voeg nog een elektron toe voor negatieve lading aanwezig op OH-

Daarom heeft OH-ion totale valentie-elektronen = 6 (O) + 1 (H) + 1 (-) = 8

Dus, OH- lewis structuur heeft acht totale valentie-elektronen.

Nu, aangezien we in totaal 8 valentie-elektronen hebben op OH- lewis structuur, dus we moeten de totale elektronenparen berekenen. Daarvoor moeten we het delen door 2 krijgen we.

Totaal elektronenparen = Totaal valentie-elektronen op OH-ion / 2 = 8 / 2 = 4

Daarom moeten we vier elektronenparen optellen.

oh 1
Oh- lewis structuur valentie-elektronen laten zien
  • Centrale positie wordt ingenomen door het element met de laagste elektronegativiteit.

Dit punt wordt niet toegepast in het geval van OH- lewis structuur omdat er slechts twee atomen aanwezig zijn en ze geen centrale positie van structuur kunnen innemen. Zelfs het centrale atoom zou met ten minste twee extra atomen moeten worden vastgemaakt en er is slechts een enkele binding aanwezig binnen het zuurstof- en waterstofatoom.

We kunnen dus zuurstof- en waterstofatoom naast elkaar plaatsen in OH- lewis structuur.

  • Maak verbinding van verlijming binnen alle elementen die in structuur aanwezig zijn.

Nu moeten we een koppeling maken tussen de twee elementen die aanwezig zijn in de OH-lewis-structuur door er een verbinding tussen te maken, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.

oh 2
OH-lewis-structuur met binding tussen O- en H-atoom

OH- lewisstructuur-octetregel

In de bovenstaande OH-lewis-structuur maken we al een enkele covalente binding tussen het O- en H-atoom. Er zijn dus twee valentie-elektronen betrokken bij de binding tussen het O- en H-atoom van de in totaal acht valentie-elektronen. Nu blijven er nog maar zes valentie-elektronen over voor elektronendistributie om het octet van het O-atoom te voltooien.

Zoals we al weten, heeft het waterstofatoom het vermogen om slechts twee elektronen in zijn valentieschil te hebben. Dus het waterstofatoom heeft zijn valentie-orbitaal al gevuld met twee bindingselektronen van een enkele covalente OH-binding, omdat een enkele binding uit twee valentie-elektronen bestaat.

Nu moeten we alle resterende zes valentie-elektronen verdelen, dwz drie elektronenparen met alleen een zuurstofatoom. We krijgen dus de volgende structuur.

oh 3
Oh- lewis structuur octetregel toepassen

Uit de bovenstaande structuur kunnen we zien dat het waterstofatoom twee bindende elektronen heeft, wat betekent dat aan de valentie is voldaan en dat het zuurstofatoom in totaal acht elektronen heeft, wat betekent dat het een volledig octet heeft met drie eenzame paren en één bindingspaar elektronen.

OH-lewis structuur formele ladingen

Elke Lewis-structuur is stabieler als er een kleine formele lading op zit. Om de formele lading op een molecuul of structuur te berekenen, is er een formule als volgt:

Formele lading = (valentie-elektronen - niet-bindende elektronen - ½ bindende elektronen)

Nu moeten we de formele lading voor hydroxide-ionen, oftewel de OH-lewisstructuur, berekenen. Laten we dus eerst de formele lading op het waterstofatoom berekenen.

Waterstofatoom: Valentie-elektronen op waterstofatoom = 01

                           Niet-bindende elektronen op waterstofatoom = 00

                           Binding van elektronen met waterstofatoom = 02

Formele lading op waterstofatoom = (1 – 20– 2/2) = 00

Het waterstofatoom heeft dus geen formele lading.

Zuurstofatoom: Valentie-elektron op zuurstofatoom = 06

                        Niet-bindend elektronenpaar op zuurstofatoom = 06

                        Binding van elektronen op zuurstofatoom = 2

Formele lading op zuurstof = (06 – 06 – 2/2) = -1

Daarom heeft het zuurstofatoom van OH-ion -1 formele lading

Dus in de OH-lewisstructuur heeft waterstof nul formele lading en zuurstof -1 formele lading.

OH-lewis structuur eenzame paren

Zoals we in de bovenstaande structuur zien, is er een binding tussen waterstof- en zuurstofatomen die twee valentie-elektronen bevat, dwz dat ze een bindingspaar worden. De resterende elektronenparen die vervolgens op zuurstofatomen gaan om zijn octet te voltooien. Omdat het waterstofatoom twee elektronen in zijn bindingspaar heeft en de valentieschil wordt gevuld omdat het niet meer dan twee elektronen kan accepteren.

Dus alle resterende drie elektronenparen gaan naar het zuurstofatoom. Dus het zuurstofatoom van de OH-lewis-structuur heeft in totaal drie eenzame elektronenparen.

OH-lewis structuurvorm:

Elke lewis structuur kan worden bepaald met behulp van representaties van de VSEPR-theorie als een moleculair diagram meer dan twee atomen bevat. Hier, in de OH-lewis-structuur, zijn twee elementen betrokken, namelijk zuurstof en waterstof. OH-ionen volgen de generieke formule AXE van de VSEPR-theorie.

Dus volgens de VSEPR-theorie geometrie van ionen vertoont de OH- een lineaire vorm. In de OH-lewis-structuur is er zowel de valentieschil van O- als H-atomen die worden gevuld met voldoende elektronen volgens zijn capaciteit. Waterstof heeft twee elektronen en een zuurstofatoom heeft zes elektronen, maar als we de bindingsparen met het O-atoom tellen, heeft het een volledig octet met acht elektronen. Dus na binding zijn er drie eenzame paar elektronen over op het O-atoom.

Er is dus geen afstoting tussen een bindingspaar en een eenzaam elektronenpaar in OH- lewis structuur vanwege de aanwezigheid van een enkele covalente binding tussen O- en H-atomen. Daarom heeft de OH-lewis-structuur een lineaire vorm.

oh 5
Oh- lewis structuur lineaire vorm tonen

OH-hybridisatie

Tot nu toe hebben we gesproken over OH- lewis structuur binding, lone pairs, moleculaire geometrie, vorm en formele ladingen. Laten we het nu hebben over de hybridisatie ervan.

Als we kijken naar de OH-lewis-structuur die we al hebben besproken, kunnen we zien dat er geen dubbele of drievoudige binding aanwezig is, dus er is geen pi-binding in OH-ion. Het heeft slechts één enkele covalente binding binnen H- en O-atomen, dwz de aanwezigheid van alleen sigma (σ) binding erin en er zijn drie eenzame elektronenparen aanwezig op één zuurstofatoom.

Elke hybridisatie van structuren of moleculen is afhankelijk van het sterische aantal centrale atomen. De OH-hybridisatie is afhankelijk van het sterische aantal van zowel de O- als de H-atomen, aangezien er geen centraal atoom aanwezig is.

Sterisch getal is de som van het totale aantal. van gebonden atomen geassocieerd met het centrale element en het enige elektronenpaar dat erop aanwezig is.

Sterisch aantal OH- = (aantal gebonden elementen of atomen bevestigd centraal element + centraal atoom met een eenzaam elektronenpaar)

Omdat er geen middelste element in de OH-lewis-structuur is, is er slechts één gebonden atoom en zijn er drie eenzame elektronenparen aanwezig.

Dus het sterische getal voor OH-ion = 1 (gebonden H-atoom) + 3 (lone pair elektron van O)

Daarom toont het zuurstofatoom sp3 hybridisatie in OH-lewis-structuur. Maar als we de vorm van OH-ion zien die een lineaire vorm heeft, dan zou het sp-hybridisatie moeten hebben volgens zijn vorm. In principe hangt hybridisatie van OH-ion af van de moleculen die eraan zijn gehecht, bijvoorbeeld. CH3-OH, H-OH, enz.

Betekent dat als de geometrie van de structuur of het molecuul lineair is, OH- sp-gehybridiseerd is, als trigonaal vlak dan sp2-gehybridiseerd is, als het tetraëdrisch is, is het sp3-gehybridiseerd, enzovoort, hangt af van het molecuul dat OH-ion bevat.

OH-lewis structuurresonantie

De resonantiestructuur van elk molecuul toont de variatie in de verdeling van elektronen in hetzelfde molecuul. Er zijn enkele regels om de resonantiestructuur van een molecuul te tekenen, namelijk dat het molecuul meerdere bindingen in zijn structuur moet bevatten, zoals dubbele of driedubbele bindingen en dat ook de verbonden atomen ten minste één eenzaam elektronenpaar hebben. Als het molecuul aan al deze voorwaarden voldeed, heeft het een mogelijke resonantiestructuur.

In het geval van de OH-lewis-structuur bevat het zuurstofatoom drie eenzame paren met één negatieve lading erop en verbonden met waterstof met een enkele covalente binding, wat de stabielere vorm van de OH-lewis-structuur laat zien. Maar over het algemeen wordt tijdens het schrijven van de chemische formule voor hydroxide-ion de negatieve lading op het hele molecuul weergegeven.

De negatieve lading op het zuurstofatoom is te wijten aan de voltooiing van octet (aanwezigheid van acht) elektronen. Het OH-ion vertoont dus geen typische resonantiestructuur, aangezien er geen meervoudige binding is en de resonantiestructuurregels niet worden nageleefd. Maar we kunnen de vergelijkende structuur tekenen om de ladingstransformatie te tonen.

OH-lewis-structuur
Oh- lewis structuur met stabiele structuur en lading op het hele OH-ion

OH- polair of niet-polair

Laten we nu leren over de niet-polaire / polaire aard van OH-ion. De elektronegativiteit van het zuurstofatoom is 3.44 en de elektronegativiteit van het waterstofatoom is 2.2. er is een enorm verschil in elektronegativiteit van zuurstof- en waterstofmoleculen.

Als we het hebben over de polariteit van OH-ion, vertoont het OH-ion meestal een polaire aard als het in een molecuul aanwezig is. Als we het voorbeeld zien van methanol en water, waarin de OH-ionen in zijn structuur aanwezig zijn. In zowel methanol als water vertoont het een polaire aard, aangezien het zuurstofatoom meer elektronegatief is dan het waterstofatoom.

Daarom maken de gedeelde elektronen, vanwege meer elektronegativiteit van het O-atoom, een menigte op het O-atoom, wat resulteert in het creëren van een gedeeltelijke negatieve lading op het O-atoom en een gedeeltelijke positieve lading op het H-atoom. Betekent dat de hele elektronendichtheid door het O-atoom naar zich toe trekt en de polariteit creëert op de OH-binding.

Dus de OH-ion of lewis structuur toont de polaire aard.

OH-lewis structuur bindingshoek:

Zoals we al eerder bespraken over de vorm en hybridisatie van OH-lewis-structuur. De hybridisatie en vorm van OH-ion hangt af van de aard van de verbinding of het molecuul waarin het OH-ion aanwezig is.

Volgens de hierboven besproken vorm van OH-ion is deze in principe lineair. De bindingshoek moet dus bijna 180 graden zijn. Maar de bindingshoek van Oh-ion is eigenlijk afhankelijk van de structuur en oriëntatie van dat specifieke molecuul waarin het OH-ion aanwezig is.

OH-lewis structuur elektronengeometrie

De elektronengeometrie van OH-ion toont de aanwezigheid van acht elektronen erin. Alle acht elektronen zijn omgeven door een zuurstofatoom, wat betekent dat alle elektronendichtheid tot een zuurstofatoom is bedekt. Acht valentie-elektronen, het betekent vier elektronenparen. Dus in OH-ion zijn er vier elektronendichtheden rondom het O-atoom.

Dus beschouwen we de tetraëdrische vorm voor elektronengeometrie van OH-ion. Maar toch hangt het af van de elektronengeometrie van het molecuul waarin de OH- aanwezig is.

O 1 1
Oh- lewis structuur zijn elektronengeometrie tonen

OH-gebruik

  • Natronloog in de vorm van natriumhydroxide wordt gebruikt in de papier- en pulpindustrie, de textielindustrie, drinkwater, zeepstaven en wasmiddelen en als septische en wastafelafvoerreiniger.
  • In brandstofcellen worden hydroxiden gebruikt.
  • Hydroxide-ionen worden gebruikt in ontsmettingsmiddelen.
  • In de landbouw wordt kaliumhydroxide gebruikt.
  • Limoniet en goethiet, die laagwaardig bruin ijzererts zijn, wordt geproduceerd door het gebruik van ijzerhydroxiden.
  • Hydroxiden worden gebruikt als conserveringsmiddelen om het voedsel te beschermen tegen verschillende bacteriën en schimmels.
  • Bij de extractie van aluminiumoxide wordt hydroxide gebruikt.
  • Aluminiumhydroxiden worden gebruikt in bauxiet van aluminiumerts.

Lees ook: