AlCl4- هيكل لويس ، الهندسة: 9 حقائق يجب أن تعرفها.

في هذه المقالة سوف نرى عن هيكل alcl4- لويس وبعض الحقائق الهامة حول هذا الموضوع.

بنية لويس أو بنية لويس النقطية هي تمثيل بسيط للهيكل الإلكتروني للجزيء الذي يوجز عدد الروابط المتكونة وعدد أزواج السندات المطلوبة للوفاء بقاعدة الثمانيات والأزواج الوحيدة المتاحة. تساعد طريقة رسم الجزيء هذه في التمثيل البسيط للجزيء عن طريق السماح بتخمين هيكله أو شكله.

 تميل الذرة دائمًا إلى ترتيب 8 إلكترونات حول نفسها للحصول على تكوين مستقر أو غاز نبيل مع بعض الاستثناءات مثل عندما يكون الجزيء ناقصًا للإلكترون ؛ عندما يحتوي على عدد فردي من الإلكترونات ؛ أو الجزيئات التي تحتوي على إلكترونات إضافية في غلاف التكافؤ. على سبيل المثال ، البوسنة والهرسكSFلا إلخ.

طرق رسم أ هيكل لويس

  • قم أولاً بحساب العدد الإجمالي لإلكترونات غلاف التكافؤ المتاحة لكل ذرة.
  • اختر أقل ذرة كهربية كذرة مركزية وارسم الذرات المتبقية حول الذرة المركزية وابدأ بتكوين رابطة تساهمية (تتطلب الرابطة إلكترونين). ستحاول الذرة دائمًا تحقيق ثماني بتاتها أو توسيعها إذا لزم الأمر. 
  • ستبقى الإلكترونات المتبقية التي لا تشكل رابطة تساهمية كزوج وحيد من الإلكترونات.

ملاحظة: العناصر التي تحتوي على أغلفة تكافؤ ممتدة مثل العناصر ثلاثية الأبعاد ، يمكن أن تتجاوز قاعدة الثمانيات مثل SF6 ، PFأو العناصر التي تحتوي على إلكترونات تكافؤ أقل يمكن أن تحتوي على ثماني بتات غير مكتملة مثل H.2 .

alcl4- هيكل لويس
AlCl4- هيكل لويس من ويكيبيديا

هيكل لويس من AlCl4- :

ينتمي الألمنيوم إلى المجموعة الثالثة عشرة والثالثة. يحتوي على 13 إلكترونات تكافؤ ، مع غلاف ثلاثي الأبعاد فارغ يمكن أن يوسع ثماني بتات إذا لزم الأمر (ولكن ليس بسبب العائق الفراغي.) يحتوي على 3 ذرات كلوريد مع كهرسلبية 3 و Al مع كهرسلبية 3 ، لذلك اختر Al كمركز ذرة. يحتوي على إجمالي 4 إلكترونًا تكافؤًا من 3.16 ذرات كلوريد ، 1.61 ذرة ذرة وسلبية تكلفة. ألفت رابطة تساهمية بين كل ذرة مع الذرة المركزية لتحقيق الثماني. وبذلك ، نحصل على 12 زوجًا منفردًا من الإلكترونات ، 3 لكل منها على الذرات المحيطة. يتم ملء كل ثماني بتات من الذرة وبالتالي لا تنتهك قاعدة الثماني.

المسؤول الرسمي عن AlCl4- :

إنه يلخص الشحنة الافتراضية التي اكتسبتها ذرة في جزيء إذا تم تقاسم أزواج الإلكترون بالتساوي بين الذرات لملء تكافؤها تمامًا.

بشكل عام ، يمكن حساب الرسوم الرسمية رياضيًا بالصيغة:

الشحنة الرسمية = (عدد إلكترونات التكافؤ في الذرة الحرة للعنصر) - (عدد الإلكترونات غير المشتركة في الذرة) - (عدد الروابط بالذرة)

بالإضافة إلى ذلك ، المسؤول عن الجزيء = مجموع جميع الرسوم الرسمية.

الشحنة الرسمية للذرة = 3-0-4 = -1

الشحنة الرسمية لكل ذرة = 7-6-1 = 0

نظرًا لأن جميع ذرات الكلور متكافئة ، فإننا نخصص 0 شحنة رسمية لجميع ذرات الكلور (بمعنى أنها محايدة)    

هيكل الرنين لـ AlCl4- :

الألومنيوم لديه تكوين غلاف التكافؤ 3s2 3p1 . يُظهر بشكل عام تكافؤًا 3 يعمل كحمض لويس ولكن يمكنه استيعاب إلكترونات إضافية في مداره الفارغ ثلاثي الأبعاد وقسمين فرعيين 3 بكسل ، وبالتالي توسيع تكافؤه إلى 3. ومع ذلك ، فإن Al له حجم صغير مما يتسبب في عائق ستيري مع تساهمية أكبر.

لذلك ، تتمسك بمساهمتها الدنيا البالغة 3 وإذا تم توفير إلكترون إضافي من قبل متبرع ، فيمكنها تمديد مساهمتها حتى 6. في حالتنا الخاصة بـ Tetrachloroaluminate ، فإنها تمد مساهمتها إلى 4. لذلك ، لا تشكل أي روابط مزدوجة أو ثلاثية بسبب عائق ستيري. جميع هياكل الرنين الأربعة متكافئة كما هو موضح أدناه:

  هذا النموذج هو الاتجاه الأكثر استقرارًا لـ AlCl4- . "السهم" هو الرابط الإحداثي / الأصلي.

  ملاحظة: تتشكل روابط Dative أو الإحداثية عن طريق مشاركة إلكترونين تساهميًا بواسطة ذرة إلى أقرب ذرة مجاورة. 

AlCl4-  إلكترونات التكافؤ وأزواج السندات وأزواج الإلكترونات الوحيدة:

لديها ما مجموعه 32 إلكترون التكافؤ. 

يحتوي على 4 أزواج من السندات (التي تتكون من رابطة تساهمية واحدة هنا) و 12 زوجًا وحيدًا إجماليًا من الإلكترونات (التي لم تشارك في تكوين الرابطة). 

ملحوظة: بالمعنى الفعلي للكيمياء ، هناك تكوين رابطة تنسيق بين AlCl3 و Cl- (تتم مشاركة أزواج الإلكترون بالكامل بواسطة أيون الكلوريد ، وهو نوع من الرابطة التساهمية).

تهجين وشكل وزاوية AlCl4:

هناك قاعدة أو معادلة بسيطة يجب اتباعها لمعرفة تهجين الجزيئات بسرعة حقيقية. 

تهجين جزيء = (إلكترونات التكافؤ للذرة المركزية + عدد الذرات أحادية التكافؤ المتصلة بالذرة المركزية + الشحنة السالبة على الجزيء - الشحنة الموجبة على الجزيء) / 2

هنا ، AlCl4- تهجين = (3 + 4 + 1) / 2 = 4 أي ص3

إنه هيكل رباعي السطوح وليس مستويًا مربعًا مثل المعادن الأرضية القلوية لا تعرض بالضرورة تكوين مجمعات مستوية مربعة لأنها لا تساهم في القيمة الإجمالية لـ CFSE.

لديها sp3 تهجين مع هندسة رباعي السطوح وزاوية رابطة 109'5" . لديها 4 روابط مفردة بطول رابطة Al-Cl في حوالي 2.06-2.08 أرمسترونج.

مركبرباعي كلورو ألومينات ، AlCl4-
النوعأيون متعدد الذرات
تهجينsp3
الشكلرباعي السطوح
زاوية السندات109'5 "
أزواج السندات والوحيدة4، 12

هل AlCl4-  مستقر؟ 

نعم، AlCl4-   تم العثور على أيون ليكون مستقرًا. تتمتع باستقرار حراري عالي ، وموصلية عالية ، ونقطة انصهار منخفضة مما يجعلها خيارًا ممتازًا لمزيد من الدراسة والتحقيق. يحتوي على ثماني بتات كاملة مما يجعله مركبًا مستقرًا.

ملاحظة: تشكيل AlCl4- - كما AlCl3 يحتوي على مدار p فارغ يمكنه قبول إلكترون آخر لإكمال ثماني بتاته ، ويتفاعل مع أيون الكلوريد بسهولة لتكوين جزيء أيوني أكثر استقرارًا. يتم ملاحظتها أيضًا كأنواع وسيطة خلال العديد من التفاعلات العضوية مثل ألكلة فريدل كرافتس ، أسيل إلخ.

هل AlCl4-  الأيونية أو التساهمية؟

رباعي كلورو ألومينات هو جزيء تساهمي. إنها أنيون متعدد الذرات حيث يوجد أيون كلوريد يشترك في إلكترونين بواسطة رابطة تنسيق تساهميًا مع AlCl3(تساهمية) . 

ملاحظة: أنيون متعدد الذرات مع كاتيون معدني ينتج مركب أيوني.

استخدامات AlCl4- :

  1. نظرًا لاستقراره الحراري ونقطة الانصهار المنخفضة وضغط البخار المنخفض ، فإنه يستخدم على نطاق واسع كإلكتروليت أيوني لتفاعلات الأكسدة والاختزال والتفاعلات الكيميائية.
  2. يتم استخدامه في استخلاص المذيبات ، تفاعل التحفيز العضوي ، في بطاريات Al dual-ion.
  3.  يتم استخدامها في البطاريات

في الختام :

AlCl4- أو Tetrachloroaluminate هو sp3 جزيء متعدد الذرات مهجن بهندسة رباعية السطوح يحتوي على 4 أزواج روابط و 12 زوجًا منفردًا يستخدم على نطاق واسع للأغراض التجارية والصناعية.

انتقل إلى الأعلى