PH4+ Lewis Structuur en kenmerken: 17 volledige feiten

PH4+ is een hydride van P met een molmassa van 35.006 g/mol, het is kationisch voor fosforpentahydraat. Laten we hier meer over ontdekken in dit artikel.

Het centrale P-atoom in de PH4+ is sp3 gehybridiseerd met een tetraëdrische vorm. Door die specifieke vorm is de bindingshoek van het molecuul 1090. P bevindt zich in een oxidatietoestand van -3 in dit kationhydraatmolecuul. De positieve lading ligt alleen over het P-atoom omdat het niet tevreden is met zijn vijfwaardige hier.

PH4+ is een onevenredige vorm van PH3 en PH5. De oxidatietoestand is intermediair in dit molecuul dan de andere twee verbindingen. Laten we enkele belangrijke onderwerpen van de PH4+ bespreken, zoals lewis structuur, hybridisatie, bindingshoek en valentie-elektronen met de juiste uitleg in het volgende artikel.

1. Hoe de PH . te tekenen4+ lewis structuur

Lewis' structuur van PH4+ kan ons een duidelijk idee geven over de moleculaire eigenschap van PH4+. Laten we proberen de te tekenen lewis structuur van PH4+ in verschillende volgende stappen.

De valentie-elektronen tellen

Het tellen van de valentie-elektronen voor een molecuul is de eerste stap om de Lewis-structuur goed te tekenen. Hier zijn de totale valentie-elektronen 8. Nu kunnen we deze valentie-elektronen verklaren door valentie-elektronen van P op te tellen als 5 en voor vier H-atomen als 1 elk, en 1 zal worden afgetrokken voor de aanwezige positieve lading.

Het centrale atoom kiezen

Het centrale atoom kiezen voor het tekenen van de lewis structuur is een andere belangrijke stap. Hier is P gekozen als het centrale atoom om twee redenen. De eerste reden is dat de grootte van P groter is dan H, zodat het alle atomen rondom zichzelf kan accumuleren en de tweede reden dat P meer elektropositief is dan H.

Het octet bevredigen

Tijdens het tekenen van de Lewis-structuur moet altijd worden gecontroleerd dat elk atoom de octetregel moet gehoorzamen door hun valentie-orbitaal te voltooien, ofwel elektronen van anderen te accepteren of te delen. Dus hier heeft P vier elektronen vanwege positieve lading en deelt vier elektronen, en H deelt één elektron.

Voldoen aan de valentie

Om te gehoorzamen aan het totale aantal elektronen dat nodig is voor PH4+ zijn 8+(4*2)=16 maar de totale valentie-elektronen zijn 8, dus om aan de valentie van elk atoom te voldoen, moeten we ½(16-8)=4 bindingen toevoegen, maar P is vijfwaardig, dus één positieve lading erover en monovalentie van elk H-atoom wordt ook bevredigd door één binding te delen met centrale P.

Wijs de eenzame paren toe

In de laatste stap wijzen we de niet-gebonden elektronen toe aan respectieve atomen. Die elektronen komen als laatste na het voldoen aan het octet en de valentie. P heeft vijf valentie-elektronen en door positieve lading heeft het nu vier elektronen en zijn alle elektronen gebonden. Er worden dus geen eenzame paren waargenomen.

2. PH4+ lewis structuurvorm:

Lewis-structuur vorm is heel bijzonder voor dat molecuul dat dezelfde omgeving heeft. Nu proberen we meer te weten te komen over de vorm van PH4+ in de volgende sectie.

De vorm van de PH4+ is tetraëdrisch volgens de volgende tabel.

Moleculair
Formule 
  Nee
bindingsparen  
    Nee
eenzame paren   
      Vorm    Geometrie   
 AX  0   Lineair      Lineair
AX2     2  1  Lineair Lineair 
BIJL  1  LineairLineair 
AX3    1Trigonaal
planair
Trigonaal
Planar
AX2E   2  Krom Trigonaal
Planar
BIJL21Lineair Trigonaal
Planar
AX4    4Tetraëdrische   Tetraëdrische
AX3E      32  Trigonaal
piramidaal   
Tetraëdrische
AX2E2  22Krom   Tetraëdrische
BIJL3  13  LineairTetraëdrische
VSEPR-tabel
Schermafbeelding 2022 09 03 175708
PH4+ Moleculaire vorm

PH4+ heeft een vergelijkbare geometrie als PH3, zoals tetraëdrisch. Omdat PH3 en PH4+ dezelfde omgeving hebben, alsof beide tetra-gecoördineerde moleculen zijn. Voor de PH3 heeft het één enkel paar en voor PH4+ het heeft één extra bindingspaar in plaats van alleenstaande paren. Deze geometrie wordt bevestigd volgens de VSEPR-theorie.                                                                                                                                                     

3. PH4+ valentie-elektronen

Met behulp van valentie-elektronen kan elk atoom een ​​stabiele binding met een ander vormen, en ook de valentie zal worden gerechtvaardigd. Laten we de totale valentie-elektronen voor PH . berekenen4+.

De totale valentie-elektronen van PH4+ is 8 omdat 5 elektronen uit P komen en voor elke H is 1, dus voor 4 H-atomen zijn de getallen 4, en vanwege de aanwezigheid van één positieve lading wordt er één afgetrokken van de totale waarde. Dus, valentie-elektronen van PH4+ zijn de som van elk atoom.

  • Laten we de totale valentie-elektronen voor het systeem afzonderlijk berekenen.
  • De valentie-elektronen voor centrale P zijn 5
  • De valentie-elektronen voor het omringende H-atoom is 1
  • Vanwege één positieve lading is elektronenaftrek 1
  • Dus de totale valentie-elektronen voor PH4+ zijn 5+(1*4)+1=8

4. PH4+ lewisstructuur-octetregel

Om aan de valentie van elk atoom te voldoen, gehoorzamen ze het octet na de vorming van de binding door hun valentie-orbitaal te voltooien. Bespreek nu het octet over PH4+ in detail.

P en H voltooiden beide octet in PH4+ door binding te delen. De stabiele valentie van P is 5 bevestigd door zijn elektronische configuratie [Ne]3s23p3. Het kan dus stabiele 5 bindingen vormen, maar hier slechts vier bindingen vormen en om deze reden verschijnt er een positieve lading om aan zijn octet te voldoen. H vormde ook een enkele binding.

Om het octet voor p blok P en s blok H atoom te gehoorzamen, zal de totale behoefte aan elektronen 8+(4*2) =16 zijn. Maar de valentie-elektronen zijn 8, dus de resterende elektronen stapelen zich op met 8/2 = 4 bindingen om aan hun valentie te voldoen. P is vijfwaardig waaraan wordt voldaan door vier bindingen en een positieve lading om het octet te voltooien.

5. PH4+ lewis-structuur eenzame paren

Eenzame paren zijn die valentie-elektronen die niet deelnemen aan de bindingsvorming, het zijn niet-gebonden elektronen. Laten we de eenzame paren van PH . tellen4+.

PH4+ heeft geen eenzame paren erover. Omdat alle valentie-elektronen van PH4+ die afkomstig is van P en H zijn betrokken bij de vorming van bindingen. Zelfs P is positief geladen, wat betekent dat het valentie-elektronen mist in zijn valentieschil. H heeft maar één elektron, dus er is geen kans op eenzame paren.

  • Eenzame paren worden berekend met de volgende formule, niet-gebonden elektronen = valentie-elektronen - bindende elektronen.
  • Het enige paar over P is, 4-4 = 0 (omdat P een positieve lading draagt)
  • De eenzame paren over H zijn, 1-1 = 0
  • Dus de totale alleenstaande paren van PH4+ zijn nul.

6. PH4+ lewis structuur hoek:

Een bindingshoek is die hoek die wordt gemaakt door de atomen die aanwezig zijn in een molecuul voor een juiste oriëntatie en vorm. Bereken nu de bindingshoek van PH4+ in het volgende deel.

De bindingshoek van PH4+ is 109.50 omdat het een tetraëdrisch molecuul is. De grootte van P is erg groot dan H, dus het kan vier H in de tetraëdrische groep accumuleren zonder enige sterische afstoting. Ook zijn er geen eenzame paren aanwezig over centrale P, dus er is geen kans dat afstoting en bindingshoek niet zijn afgeweken.

Schermafbeelding 2022 09 03 175736
PH4+ Bond Hoek:
  • Eigenlijk wordt de bindingshoek voorspeld door de buigingsregel van hybridisatie, COSθ = s/(s-1).
  • De hybridisatie van PH4+ is sp3, dus s karakter is 1/4th.
  • Dus de bindingshoek is, COSθ = {(1/4)} / {1-(1/4)} = -0.333
  • Θ = COS-1(-.033) = 109.50
  • Dat is de perfecte bindingshoek voor tetraëdrische moleculen zoals PH4+

7. PH4+ lewis structuur formele lading

Met het concept van formele lading kunnen we de grootte van de lading voorspellen en welk atoom zich ophoopt dat kan worden berekend. Laten we de formele lading voor PH . berekenen4+.

De formele lading van PH4+ is 1 omdat er al een lading over het molecuul aanwezig is. H is eenwaardig, en als de lading erover is, dan is er geen elektron voor H, wat onmogelijk is. Maar P is vijfwaardig en als de lading erop aanwezig is, wordt het vierwaardig, wat mogelijk is.

  • Laten we de waarde van de formele lading die aanwezig is over H of P controleren met de formule FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp
  • De formele lading over het P-atoom is, 5-0-(8/2) = +1
  • De formele lading van het H-atoom is, 1-0-(2/2) = 0
  • Dus uit de bovenstaande gegevens wordt bevestigd dat de positieve lading aanwezig is over P en dat de waarde +1 is.

8. PH4+ lewis structuurresonantie

Resonantie is de delokalisatie van elektronenwolken door verschillende skeletvormen van het molecuul. Eens kijken of het mogelijk is voor een PH4+ resonerende structuur of niet.

Voor de PH4+ molecuul, is er geen resonerende structuur mogelijk. Hoewel het een theoretisch concept is, is resonantie alleen mogelijk waar extra elektronenwolken en π-elektronendichtheid aanwezig zijn. Maar in de PH4+ er is geen dergelijk geval aanwezig, ook is P positief geladen, wat betekent dat het geen elektronen heeft.

P en H zijn gebonden met een sigma-binding en de aard van de elektronenstroom is sigma-elektron, dus er zijn geen overtollige elektronenwolken aanwezig die van de ene naar de andere kunnen resoneren. Ook is p positief geladen, dus het houdt de elektronendichtheid zeer stevig vast en die elektronendichtheid kan niet worden gedelokaliseerd.

9. PH4+ hybridisatie

Hybridisatie is een theoretisch concept waarbij het mengen van atomaire orbitalen een nieuwe hybride orbitaal van equivalente energie vormt. Laten we de hybridisatie van PH . voorspellen4+.

PH4+ is sp3 gehybridiseerd wat wordt bevestigd in de volgende tabel.

Structuur  Hybridisatie
waarde 
  Toestand van
hybridisatie
van centraal atoom  
Bond hoek:
1.Lineair    2sp /sd /pd   1800
2. Planner
trigonale   
3sp2             1200
3.Tetraëdrische   4sd3/ sp3     109.50
4.Trigonaal
bipiramidaal
5sp3d/dsp3      900 (axiaal),
1200(equatoriaal)
5. Octaëdrische 6sp3d2/ NS2sp3         900
6. Vijfhoekige
bipiramidaal  
7sp3d3/d3sp3        900, 720
Hybridisatietabel
  • We kunnen de hybridisatie berekenen met de conventieformule, H = 0.5(V+M-C+A),
  • Dus de hybridisatie van centrale P is, ½(5+4-1) = 4 (sp3)
  • Een s orbitaal en drie p orbitalen van P zijn betrokken bij de hybridisatie.
  • De positieve lading wordt ook meegenomen in de hybridisatie.
Schermafbeelding 2022 09 03 175757
PH4+ Hybridisatie

10. Is PH4+ Oplosbaar in water?

De oplosbaarheid in water voor elke stof moet worden opgelost door ionisatie en wordt vervolgens oplosbaar in water. Laten we de oplosbaarheid van PH . bespreken4+ in water.

PH4+ praktisch onoplosbaar in water. P kan geen waterstofbrug vormen met water. De grootte van P is groter en de elektronegativiteit van P is ook minder, dus het is niet compatibel met waterstofbruggen. PH4+ kan gemakkelijk in water worden geïoniseerd omdat het een lading draagt ​​en maar niet oplosbaar is in water.

Waarom en hoe PH4+ is niet oplosbaar in water?

PH4+ is niet oplosbaar in water omdat: het is een gasvormig molecuul en voor een gasvormig molecuul is de kans op oplosbaarheid in een waterig medium zeer gering. Hoewel het een positieve lading heeft, kan het daarom watermoleculen aantrekken. Nogmaals, vanwege de niet-polariteit is het niet oplosbaar in water.

11. Is PH4+ stevig?

Als de atomaire interacties in een molecuul erg hoog zijn, zoals de kracht van Van der Waal of Londen, dan bestaat het molecuul als een vaste stof. Laten we eens kijken of PH4+ stevig is of niet.

PH4+ is niet vast en kan bij kamertemperatuur in gasvorm voorkomen. De bindingsinteractie tussen P en H is erg laag. Beide zijn niet-metaalklassen, opnieuw is H een gasvormig atoom, dus gestold H bij kamertemperatuur is niet mogelijk. Dus de roosterenergie tussen hen is erg slecht.

Waarom en hoe PH4+ is gasvormig?

PH4+ is gasvormig omdat de binding tussen P en H erg zwak is en er zwakke wisselwerkingen zijn opgetreden. Wanneer een molecuul in gasvorm bestaat, zal de entropie ervan toenemen en is het gunstig in termen van thermodynamica. Dus, PH4+ bestaat als gasvormig in plaats van vast bij kamertemperatuur.

12. Is PH4+ een moleculaire verbinding?

Bij het mengen van twee of meer atomen in een vaste verhouding staat het handhaven van de valentie door een chemische reactie bekend als de verbinding. Laten we eens kijken of PH4+ een moleculaire verbinding is of niet.

PH4+ wordt gevormd door P en H met behoud van de juiste valentie en een vaste verhouding. Als de verhouding van P of H wordt gewijzigd, is het niet langer PH4+, verandert het in andere verbindingen met andere eigenschappen. Ook PH4+ wordt gevormd door een chemische reactie.

Waarom en hoe PH4+ is een moleculaire verbinding?

PH4+ is een moleculaire verbinding omdat het wordt gevormd door een goede covalente binding tussen P- en vier H-atomen door de vaste verhouding van deze twee atomen te handhaven. Hier wordt vijfwaardig van P gehandhaafd door het vier bindingspaar en wordt ook voldaan aan een positieve lading en monovalentie van H. Dus, PH4+ is een moleculaire verbinding.

13. Is PH4+ zuur of base?

De zuurgraad of basiciteit van een molecuul hangt af van het vermogen om H+ of OH- te doneren in een waterige oplossing volgens Arrheneius' theorie. Laten we eens kijken of PH4+ is zuur of base.

PH4+ is een zuur en kan H+ afstaan ​​in een waterige oplossing. De bindingsinteractie tussen P en H is erg zwak, dus het kan gemakkelijk H+-ionen afstaan ​​​​en werkt als een zuur. Vanwege de positieve lading kan het ook de elektronendichtheid snel accepteren en werkt het als lewiszuur. Van de pH-waarde van PH4+, het is een zwak zuur.

Waarom en hoePH4+ is lewiszuur?

PH4+ is een lewiszuur omdat: het kan eenzame paren of elektronendichtheid accepteren van de geschikte lewis-base of elektronenrijk centrum. P heeft een lege d-orbitaal waar het de elektronendichtheid kan accepteren en ook door positieve lading neemt de elektronenaffiniteit van het P-centrum toe, waardoor de orbitale energie afneemt.

14. Is PH4+ elektrolyt?

Elektrolyten zijn die stof die in de waterige oplossing kan worden geïoniseerd en door deze oplossing elektriciteit draagt. Laten we eens kijken of PH4+ een elektrolyt is of niet.

PH4+ is een elektrolyt en draagt ​​er een lading over. Dus, wanneer het is opgelost in een wateroplossing en als het niet volledig geïoniseerd is, hoewel het door die oplossing elektriciteit kan transporteren. PH4+ ioniseert in een waterige oplossing en vormt één kation en dit geladen deeltje kan elektriciteit vervoeren.

Waarom en hoe PH4+ is een elektrolyt?

PH4+ is een elektrolyt omdat het gemakkelijk kan worden geïoniseerd wanneer het wordt opgelost in een waterige oplossing. Wanneer het wordt geïoniseerd, vormt het een fosfinemolecuul dat samen met H+ een neutraal molecuul is. de mobiliteit van H+ is erg hoog vanwege zijn kleine formaat en ionische potentiaal, zodat het elektriciteit kan transporteren.

15. Is PH4+ zout?

In de chemie vormt de definitie van zout andere kationen dan H+ en anionen anders dan OH- en gebonden door ionische interacties. Laten we eens kijken of PH4+ is zout of niet.

PH4+ is geen zout, de belangrijkste reden is dat het geen ander kation kan produceren dan H+ en de tweede reden is dat het niet wordt gevormd door de ionische interactie. Het is een covalent molecuul en wordt gevormd door de elektronenaandeelmethode. Het gedraagt ​​zich al als zuur, dus het kan geen zout meer zijn.

Waarom en hoe PH4+ is geen zout?

PH4+ is geen zout omdat het geen ander kation en anion kan produceren dan H+ en OH-. want wanneer het wordt geïoniseerd, vormt het samen met H . het neutrale molecuul PH3+. Voor dit vrijgeven van H+ het gedraagt ​​zich al als zuur en wanneer een zuurmolecuul reageert met de base, wordt het zout geproduceerd.

16. Is PH4+ ionisch of covalent?

Vanaf Regel van Fajan, geen enkel molecuul kan niet 100% ionisch zijn, het heeft een covalent karakter en vice versa. Laten we eens kijken of PH4+ covalent of ionisch is.

PH4+ is covalent en de belangrijkste reden achter een ionisch molecuul wordt gevormd door de ionische interactie en de totale elektronendonatiemethode. Maar de PH4+ molecuul wordt gevormd door het aandeel elektronen tussen P en H. Nogmaals, de ionische potentiaal van H+ is niet hoog en kan zijn tegenhanger niet polariseren van het molecuul.

Waarom en hoe PH4+ is covalent?

PH4+ is covalent omdat P is een niet-metaal en vormde altijd een binding door het delen van een elektron met anderen. Nogmaals, de PH-binding is niet polair omdat er geen verschil is in elektronegativiteit, dus de binding is covalent van karakter. Er is geen kans op polarisatie van het anion door kation en polariseerbaarheid.

17. Is PH4+ polair of niet-polair?

De polariteit van een molecuul is afhankelijk van de aanwezigheid van dipoolmoment- en elektronegativiteitsverschillen tussen twee atomen. Laten we de polariteit van PH . onderzoeken4+.

PH4+ is een niet-polair molecuul en de elektronegativiteit van P en H is bijna hetzelfde en om deze reden is er geen verschil in elektronegativiteit. Er is dus geen stroom van dipoolmoment binnen het molecuul hoewel het een asymmetrisch molecuul is.

Waarom en hoe PH4+ is apolair?

PH4+ is niet-polair omdat de elektronegativiteit is hetzelfde voor zowel P- als H-atomen, dus er is geen oorsprong van dipoolmoment naar minder elektronegatief atoom. Over het algemeen vloeit het dipoolmoment van een meer elektronegatieve substituent naar een minder elektronegatief element, maar hier is dit geval niet beschikbaar.

Conclusie

PH4+ is een gasvormig molecuul en kation van PH5 of het kan worden gedacht dat PH3 nog een proton heeft geaccepteerd. Het is een covalent en niet-polair molecuul, het is ook geen elektrolyt, hoewel het er een lading over draagt.

Lees ook: