CCl4 هيكل لويس ، الخصائص: 13 حقيقة يجب أن تعرفها

في هذه المقالة ، يجب أن نناقش 13 حقيقة مهمة ومفصلة حول بنية CCl4 lewis.

غالبًا ما يشار إلى رابع كلوريد الكربون أيضًا باسم رباعي كلورو الميثان. في بنية CCl4 lewis ، يمكننا أن نلاحظ أن الجزيء على شكل رباعي السطوح وأن المركز C هو sp3 مهجن. كما هو sp3 مهجن لذلك من المتوقع أن تكون زاوية ارتباطه 109.50 ولا انحراف في زاوية الرابطة.

يتصرف رابع كلوريد الكربون مثل جزيء عضوي حيث يتم تصنيعه من الميثان. طول رابطة C-Cl هو 177 م. يعمل كمذيب في العديد من التفاعلات العضوية. في دراسة الرنين المغناطيسي النووي ، هو الحل الأكثر أهمية لاستخدامه.

بعض الحقائق الهامة عن CCl4

CCl4 هو سائل عديم اللون ورائحة حلوة قليلاً له الكتلة المولية 153.81 جم / مول. نقطة الانصهار ونقطة الغليان للجزيء هي 250.23 كلفن و 349.87 كلفن على التوالي. عمليا هو قابل للاشتعال في الظهيرة بطبيعته لذلك يتم استخدامه كطفاية حريق في بعض الحالات.

يمكن تصنيعه من الميثان عن طريق الكلورة في وجود ضوء الشمس.

هيكل CCl4 لويس
التوليف CCl4

في المختبر ، يمكن تحضيره عن طريق كلورة ثاني كبريتيد الكربون في وجود درجات حرارة عالية.

CS2 + 3 سل2 = CCl4 + S2Cl2

يتم استخدامه كعامل تنظيف جاف.

1. كيفية رسم هيكل CCl4 lewis?

من المهم رسم CCl4 هيكل لويس للتنبؤ بعدد الإلكترونات المشاركة في تكوين الرابطة أو عدد الأزواج المنفردة.

CCl4 هيكل لويس

إلى ارسم هيكل CCl4 lewis يجب أن ننظر في بعض النقاط. 1st يجب أن نحسب إلكترونات التكافؤ لـ C وكذلك 4 Cl ذرات. ثم علينا أن نقرر الذرة المركزية على أساس الكهربية. نظرًا لأن C أقل كهربيًا من Cl ، فإن C هي الذرة المركزية هنا.

في بنية CCl4 lewis ، تضمنت الإلكترونات الكلية 4+ (7 * 4) = 32 ، والإلكترونات المطلوبة وفقًا لصيغة نقطة لويس ، 5 * 8 = 40 ، لذا فإن الإلكترونات الرابطة ستكون 40-32 = 8 إلكترونات و عدد السندات سيكون 8/2 = 4 سندات.

إذن ، C هنا مرتبطة بأربع ذرات Cl عبر أربع روابط سيجما ، ولا حاجة إلى إرفاق روابط مزدوجة أو متعددة. يتم تخصيص 3 أزواج من أزواج وحيدة لكل ذرة clom.

2. شكل هيكل CCl4 لويس

ستكون إلكترونات التكافؤ لـ C المشاركة في تكوين الرابطة هي 4 و 4 ذرات كلوريد تساهم كل منها بإلكترون واحد ، وبالتالي فإن إجمالي الإلكترونات المشاركة في تكوين الرابطة سيكون 1+ (4 * 4) = 1 ، لذلك وفقًا لنظرية VSEPR إذا كان عدد الإلكترونات للجزيء 8 ثم يتخذ شكل رباعي السطوح.

CCl4 هيكل لويس

في CCl4 هيكل لويس، تقع كثافة الإلكترون الكاملة للجزيء حول مركز C فقط. يعتمد الجزيء على شكل رباعي السطوح ويوجد C في الموضع المركزي حيث توجد أربع ذرات cl في أربعة مواقع ركنية من رباعي السطوح. زاوية الرابطة مثالية 109.50 وهو مثالي للهندسة رباعية السطوح.

3. إلكترونات التكافؤ CCl4

في CCl4 هيكل لويستحتوي C و C و Cl على إلكترونات التكافؤ في مداراتها الخارجية.

CCl4 التكافؤ إلكترونات

في بنية CCl4 lewis ، يمكننا أن نرى أن C تساهم بأربعة إلكترونات في تكوين الرابطة الموجودة في غلاف التكافؤ.

Cl هو عنصر مجموعة VIIA لذا فإن لديها سبعة إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص بها ولكنها تساهم بإلكترون واحد فقط في تكوين الرابطة مع C ، لذلك تقع بقية الإلكترونات الستة كأزواج وحيدة فوقها.

 إذن ، إجمالي إلكترونات التكافؤ في بنية CCl4 lewis هو (7 * 4) +4 = 32 إلكترونًا.

4. CCl4 lewis هيكل المسؤول الرسمي

من بنية CCl4 lewis ، نرى أن الجزيء محايد لذلك لا توجد شحنة رسمية على أي ذرة.

الصيغة التي يمكننا استخدامها لحساب الرسوم الرسمية ، FC = Nv - نليرة لبنانية -1/2 نبي بي

حيث نv هو عدد الإلكترونات في غلاف التكافؤ أو المدار الخارجي ، Nليرة لبنانية هو عدد الإلكترونات في الزوج الوحيد ، و Nبي بي  هو العدد الإجمالي للإلكترونات التي تشارك في تكوين الرابطة فقط.

لحساب الشحنة الرسمية ، نعتبر أن جميع الذرات لها نفس القدرة الكهربية للجزيء.

هنا جميع ذرات Cl متساوية ، لذلك نحتاج إلى حساب الشحنة الرسمية لكل من ذرة cl واحدة وذرة c المركزية.

الشحنة الرسمية التي تتراكم بواسطة Cl ذرة هي 7-6- (2/2) = 0

الشحنة الرسمية المتراكمة بواسطة ذرة C هي 4-0- (8/2) = 0

إذن ، الشحنة الرسمية الإجمالية للجزيء هي صفر ، ينعكس أيضًا من بنية CCl4 lewis المحايدة.

5. أزواج CCl4 lewis هيكل وحيد

في CCl4 هيكل لويس، توجد أزواج وحيدة موجودة فقط فوق ذرات Cl ، وهي موجودة في غلاف التكافؤ لـ Cl ولكنها لا تشارك في تكوين الرابطة.

CCl4 أزواج وحيدة

يحتوي C على أربعة إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص به ، وجميع الإلكترونات متورطة في تكوين الرابطة لذلك لا توجد فرصة لأزواج وحيدة لـ C. لكن Cl لديه سبعة إلكترونات في غلاف التكافؤ ، من أصل سبعة إلكترون واحد فقط يشارك في رابطة سيجما تشكيل مع C ، وبقية الإلكترونات الستة موجودة في شكل ثلاثة أزواج من أزواج وحيدة.

بالنسبة للكلور ، يوجد زوج واحد من السندات وثلاثة أزواج منفردة وهناك أربع ذرات من الكلور وسيكون السيناريو بأكمله هو نفسه.

لذلك ، في بنية CCl4 lewis ، العدد الإجمالي للأزواج المنفردة هو 0+ (4 * 3) = 12 أزواج وحيدة موجودة.

6. CCl4 لويس هيكل الثماني حكم

في بنية CCl4 lewis ، يحاول كل من C و Cl إكمال غلاف التكافؤ ولكنهما يقبلان أو يتشاركان الإلكترونات التي تؤدي إلى الحصول على أقرب تكوين للغاز النبيل وفقًا لقاعدة الثمانيات.

CCl4 ثماني

في بنية CCl4 lewis ، التكوين الإلكتروني لـ C هو [He] 2s22pso لديها أربعة إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص بها وجميع الإلكترونات تشارك في الرابطة تشكيل عن طريق حصة إلكترون واحد مع أربعة سل. لذا ، أكمل C ثماني بتات.

مرة أخرى ، بالنسبة إلى Cl ، التكوين الإلكتروني هو [Ne] 3s23p5، لذلك لديها سبعة إلكترونات في غلاف التكافؤ ، أثناء تكوين الرابطة ، تشترك في إلكترون واحد مع C لإكمال الثماني أيضًا.

7. CCl4 لويس زاوية السندات هيكل

وفقًا لنظرية VSEPR ، يعتمد الجزيء الذي يحتوي على 8 إلكترونات بشكل عام هندسة رباعية السطوح وستكون زاوية الرابطة المتوقعة 109.50.

يجعل C وأربعة Cl تلك الزاوية للحفاظ على الجزء الهندسي المثالي لرباعي السطوح وتقليل كل نوع من عوامل التنافر.

زاوية السندات CCl4

في بنية CCl4 lewis ، تكون زاوية رابطة Cl-C-Cl هنا 109.50 وفقًا لنظرية VSEPR في جزيئات رباعي السطوح.

يوجد في جزء رباعي السطوح مساحة كافية لترتيب ذرات الكلور الأربعة مع أزواجها الوحيدة ، لذلك في CCl4 هيكل لويس ليس أزواج سندات وحيدة يحدث التنافر وكانت الزاوية 109.50 تمامًا. أيضًا ، يمكننا تقييم زاوية الرابطة وفقًا لقاعدة Bents في قسم التهجين.

8. CCl4 لويس هيكل الرنين

في CCl4 هيكل لويس يتم تحديد الإلكترونات وسحب أربع ذرات Cl في جزيء الهياكل الهيكلية المختلفة.

هيكل الرنين CCl4

الهيكل الثاني لبنية CCl4 lewis هو أحد الهياكل الرنانة. لكنها ليست الهيكل الأكثر مساهمة على الرغم من أنها تحتوي على عدد أكبر من الروابط التساهمية في وقت واحد توجد رسوم متقابلة مع بدائل معاكسة. Cl هو أحد أقوى العناصر الكهربية ويحتوي على شحنة موجبة وهي عامل زعزعة الاستقرار.

وبالتالي ، هناك عوامل استقرار وزعزعة للاستقرار موجودة في الهيكل II وتجعله محايدًا ، فإن الهيكل الأكثر مساهمة هو الهيكل الأول في بنية CCl4 lewis.

9. تهجين CCl4

في بنية CCl4 lewis ، تخضع ذرات C وأربع ذرات Cl للتهجين لخلط مدارها وتشكيل مدارًا هجينًا جديدًا للطاقة المكافئة.

نحسب تهجين CCl باستخدام الصيغة التالية ،

H = 0.5 (V + M-C + A) أين H = قيمة التهجين ، V هو عدد إلكترونات التكافؤ في الذرة المركزية, M = ذرات أحادية التكافؤ محاطة, ج = لا. الكاتيون ، أ = لا. من الأنيون.

ل CCl4 هيكل لويس، يحتوي C على أربعة إلكترونات تكافؤ وأربع ذرات Cl محاطة ولا تظهر أي شحنة على الجزيء.

لذا، فإن تهجين مركزي C في بنية CCl4 lewis هي ½ (4 + 4 + 0 + 0) = 4 (sp3)

الهيكلية        قيمة التهجين  حالة تهجين الذرة المركزية   زاوية السندات
خطي       2sp / sd / pd     1800
مخطط ثلاثي الزوايا 3sp2                   1200
رباعي السطوح    4sd3/ س3       109.50
ثلاثي الزوايا ثنائي الهرمية 5sp3د / دسب3          900 (محوري) ، 1200(استوائي)
ثماني السطوح    6sp3d2/ د2sp3  900
خماسي ثنائي الهرمي7sp3d3/d3sp3      900، 720

             

                                                                                                              

من جدول التهجين أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أنه إذا كانت قيمة التهجين 4 ، فإن الذرات المركزية هي sp3 مهجن.

تهجين CCl4

في الحالة الأرضية ، يوجد لدى C أربعة إلكترونات في غلاف التكافؤ ، اثنان في مدار 2s والاثنان المتبقيان في مدار 2p. في الحالة المثارة ، يتم ترقية إلكترون واحد من المدار 2s إلى المدار 2p والآن لدى C أربعة إلكترونات غير مقترنة وتشارك في تكوين الرابطة مع Cl عن طريق التهجين.

هنا واحد ث وثلاثة ص وتشارك المدارات حتى التهجين هو س3. من الشكل المربع لهيكل CCl4 lewis ، نعتبر فقط رابطة سيجما وليس الرابطة في التهجين.

وفقًا لقاعدة بنت ، يمكننا التنبؤ بزاوية الرابطة عبر التهجين باستخدام الصيغة ،

COSθ = s / s-1 ، حيث s هي٪ من حرف s في التهجين و هي زاوية الرابطة.

في بنية CCl4 lewis ، الجزيء sp3 مهجن هنا٪ من s هو 25٪ أو 1/4th.

الآن باستخدام الصيغة ، نحصل على COSθ = () / (1/4) -1

Θ = 1090، لذلك يمكننا القول أنه من خلال قيمة التهجين يمكننا تقييم زاوية الرابطة للجزيء أو العكس. مرة أخرى ، من نظرية VSEPR ، زاوية الرابطة لـ a سيكون الجزيء رباعي السطوح 109.50.

10. الذوبان CCl4

رباعي كلوريد الكربون نفسه مذيب غير قطبي للجزيئات العضوية. في بنية CCl4 lewis ، يتصرف الجزيء باعتباره المذيب نفسه.

إنه مذيب غير قطبي لذا فإن كل جزيء غير قطبي بشكل أساسي جزيء عضوي قابل للذوبان فيه. استخدمت الحل الأساسي في دراسة الرنين المغناطيسي النووي.

لكنه قابل للذوبان في مذيب غير قطبي مثل البنزين أو الإيثانول.

11. هل CCl4 أيوني؟

من قاعدة فاجان ، يمكننا القول أن كل جزيء تساهمي لديه بعض ٪ من الطابع الأيوني. حجم C صغير ، لذا يمكنه استقطاب كلوريد الأنيون الكبير نسبيًا والكلوريد نفسه قابل للاستقطاب ، لذا يكون لهما نوع من الطابع الأيوني. من ناحية أخرى ، يمكننا القول أن الإمكانات الأيونية لـ C معتدلة لذا فإن الجزيء يمتلك طابعًا أيونيًا.

12. هل CCl4 حمضي أم قاعدي؟

في الوسط المائي ، لا يكون CCl أيًا منهما حمضية ولا قاعدية. من هيكل CCl4 لويس

، يمكننا أن نرى أنه لا يوجد عامل في CCl يجعله حمضيًا أو أساسيًا.

يتم استخدامه كمذيب فقط.

13. هل Ccl4 قطبي أم غير قطبي؟

CCl4 هو جزيء غير قطبي بسبب شكله المتماثل. بالنسبة لقطبية الجزيء ، يجب أن يكون لها بعض العزم ثنائي القطب الناتج. لكن في بنية CCl4 lewis ، يمكننا أن نرى أنها متماثلة للاتجاهات الأربعة. لذلك ، لا يوجد عزم ثنائي القطب ، مما يجعل الجزيء غير قطبي.

CCl4 ثنائي القطب لحظة

تعمل العزم ثنائي القطب من البدائل الأقل كهرسلبية إلى المزيد من البدائل الكهربية. هنا في بنية CCl4 lewis ، تعمل العزم ثنائي القطب من موقع C إلى موقع Cl ، ومن الرسم البياني أعلاه ، يتضح بوضوح أن جميع اتجاهات العزم ثنائي القطب متقابلة وقد ألغت بعضها البعض وستكون العزم ثنائي القطب الناتج صفرًا و الجزيء غير قطبي.

يمكن تحلل SiCl4 ولكن لا يمكن تحلل CCl4. لماذا ا؟

يحتوي Si على اللقاح d المداري في غلافه. لذلك ، يمكن مهاجمة زوج الأكسجين الوحيد في جزيء الماء في هذا الموقع الشاغر من Si. مرة أخرى ، حجم Si أكبر من c لذا يمكنه زيادة رقم التنسيق لتقليل العامل الستيري.

لكن C يفتقر إلى مدار شاغر وبسبب صغر حجمه ، لا يمكنه زيادة رقم التنسيق الخاص به ، لذلك لا توجد فرصة للتحلل المائي في CCl.

في الختام

من المناقشة أعلاه من CCl4 هيكل لويس، يمكننا أن نستنتج أنه نظرًا للهيكل المتماثل ، فإن له عزمًا ثنائي القطب صفريًا ، لذا فإن الجزيء غير قطبي. من التهجين ، يمكننا معرفة زاوية الرابطة للجزيء ومن نظرية VSEPR يمكن التنبؤ بشكل الجزيء.

انتقل إلى الأعلى