هيكل ClF3 لويس ، الخصائص: 13 حقيقة يجب أن تعرفها

هنا ، سوف نتعلم كيفية رسم ClF₃ بنية نقطية ، لحساب إلكترونات التكافؤ ، قاعدة الثمانيات ، قابليتها للذوبان وغيرها من الخصائص المهمة.

بنية ClF3 لويس هي مركب بين الهالوجين يلعب دورًا مهمًا للغاية كمذيب ، في الكيمياء النووية ، وبالتالي معرفة ClF₃ هيكل لويس ، وارتباطه واتصاله بالذرات أمر بالغ الأهمية.

كلف₃ بنية لويس هي تمثيل إلكتروني بسيط للهيكل الهيكلي للجزيء ، حول كيفية ترتيب الإلكترونات حول الذرات.

كيفية رسم ClF₃ هيكل لويس؟

1. كلف₃ يمكن رسم بنية لويس أولاً عن طريق حساب إجمالي إلكترونات التكافؤ لجميع الذرات مجتمعة. يحتوي Cl على تكوين إلكتروني: [Ne] 3s²3p⁵ و F التكوين الإلكتروني: [هو] 2 ثانية²2p⁵. لذلك ، يتوفر ما مجموعه 28 إلكترونًا تكافؤًا.
2. يتم اختيار الذرة المركزية بناءً على سلبيتها الكهربية ويتم رسم الهيكل العظمي. كهرسلبية Cl = 3.16 و F = 3.98 ، وبالتالي فإن اختيار Cl يحتوي على الذرة المركزية.
3. تحاول كل ذرة تحقيق الثماني الخاص بها عن طريق استيعاب 8 إلكترونات حولها لاتباع قاعدة الثمانيات. يتم سحب رابطة واحدة من كل ذرة مع إلكترونات التكافؤ إلى الذرات القريبة.
4. Cl محاط بإجمالي 10 إلكترونات في هيكل لويس النقطي، وبالتالي ، ينتهك قاعدة الثمانيات.يمكن أن تستوعب إلكترونات إضافية بصرف النظر عن الإلكترونات الثمانية المخصصة بالفعل من خلال أزواج السندات والأزواج المنفردة ، لأنها وسعت قذائف ثلاثية الأبعاد فارغة.
5. 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 ، PF₅  أو العناصر التي تحتوي على إلكترونات تكافؤ أقل يمكن أن تحتوي على ثماني بتات غير كاملة مثل H₂ .

بناء ClF3 هيكل لويس خطوة بخطوة :

كلف₃ المسؤول الرسمي عن هيكل لويس:

كلف₃ هيكل لويس اتهام رسمي ملخصات حول الشحنة الإلكترونية لكل ذرة في جزيء بناءً على بنية لويس النقطية.

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.

التهمة الرسمية لـ F_a ، F_b ، F_c  = 7-6-1 = 0 (جميع ذرات F متكافئة)

الشحنة الرسمية لـ Cl = 7-4-3 = 0

كلف₃ صدى هيكل لويس:

في ClF3 هيكل لويس، جميع ذرات F متكافئة ولا يمكنها تكوين روابط مزدوجة حيث تكتمل ثماني بتاتها بتكوين نبيل مستقر عندما يحدث تكوين رابطة واحدة مع الذرة المركزية.

كلف₃ قاعدة الثماني بتات هيكل لويس:

تنص القاعدة الثماني على أن الذرة تحاول الارتباط بطريقة تسمح لها بأخذ 8 إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص بها لتحقيق الثماني. ومع ذلك ، فإن العديد من الجزيئات التي تحتوي على ذرات لها قشرة فرعية ممتدة يمكن أن تأخذ أكثر من 8 إلكترونات ، وبالتالي تنتهك قاعدة الثماني.

هنا ، وسع Cl مدارًا فرعيًا ثلاثي الأبعاد فارغًا. يستغرق 3 زوجًا منفردًا من الإلكترونات و 2 أزواج من السندات مما يعطي إجمالي 3 إلكترونات في غلافها الخارجي. وبالتالي ، فإنه ينتهك قاعدة الثمانيات.

تشغل ذرات F 8 إلكترونات وفقًا لقاعدة الثمانيات لأنها لا تحتوي على طبقات فرعية ممتدة.

كلف₃ إلكترونات التكافؤ :

التكوين الإلكتروني Cl: [Ne] 3s²3p⁵

و التكوين الإلكتروني: [هو] 2 ثانية²2p⁵.

تحتوي كل ذرة F على 7 إلكترونات خارجية ، وهناك 3 ذرات F مما يجعل إجمالي 21 عنصر تكافؤ. يحتوي Cl atom على 7 إلكترونات تكافؤ.

لذلك ، يتوفر بها ما مجموعه 28 إلكترونًا تكافؤًا.

كلف₃ أزواج هيكل لويس الوحيد:

XNUMX. من قائمة هيكل لويس النقطي، من الواضح أن Cl لديه زوجان وحيدان من الإلكترونات. تحتوي كل ذرة F على 2 أزواج من الإلكترونات.

مجموع أزواج الإلكترونات الوحيدة 11.

كلف₃ تهجين:

هناك طريقة بسيطة لحساب عدد المدارات التي تشارك في تكوين السندات باستخدام نموذج VSEPR وهي من خلال الصيغة الرياضية الموضحة أدناه:

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

كلف₃ التهجين = (7 + 3 - 0 - 0) / 2 = 5 = س³d

الذرة المركزية هي الكلور. تكوينه الإلكتروني في الحالة الأرضية: [ني] 3 ثانية²3p⁵  والتكوين الإلكتروني المثير: [ني] 3 ثانية²3p⁴3d¹ . هناك زوجان وحيدان من الإلكترونات ، أحدهما في 3 ثوان والآخر في أحد الأجزاء الفرعية 3p التي تشغل اثنين من المدارات الهجينة الخمسة. ستشكل الإلكترونات الثلاثة المتبقية غير المزاوجة ، اثنان في 5 قشرة فرعية وواحد في الأجزاء الفرعية ثلاثية الأبعاد ، روابط مع ذرات 3 F.

يمكن أن يكون إما هندسة ثلاثية الهرمونات أو هندسة هرمية مربعة.

وهي تعتمد هندسة مثلثية ثنائية الهرم (الشكل: أ) حيث أن الأزواج الوحيدة عند 120⁰ لبعضها البعض مما يمنع من التنافر الجامد للأزواج المنفردة وكذلك أزواج السندات.

كلف₃  شكل هيكل لويس:

عندما نتحدث عن شكل الجزيء ، فإننا لا نعتبره وحيدًا تهجين أزواج. لذلك ، فإن الشكل يتعلق بكيفية توجيه أزواج السندات في البعد المكاني الذي يعطي ClF3 بنية على شكل حرف T.

ذرات F في الموضع المحوري ليست بالضبط عند 90⁰ ولكن إلى حد ما عند 88⁰ بسبب تنافر الزوج الوحيد.

كلف₃ زاوية هيكل لويس:

الزاوية ليست 180 بالضبط⁰ ولكن أقل من ذلك حيث يوجد تنافر وحيد لزوج - زوج من السندات يتجاوز عمليات تنافر أزواج السندات والزوج والسندات. تبلغ زاويتها 175 تقريبًا⁰ . كما أن ذرات F في الموضع المحوري ليست بالضبط عند 90⁰ ولكن إلى حد ما عند 88⁰  بسبب تنافر الزوج الوحيد.

هل ClF₃ الحمضية أم القاعدية؟

من المدهش أن تعرف أن مركب الهالوجين هذا يمكن أن يعمل كحامض لويس وقاعدة لويس.

وبعبارة أخرى ، يمكن أن يسمى هذا مذبذب. نتيجة لذلك ، يتم استخدامها بشكل أساسي لإنشاء نظام المذيبات.

يظهر رد الفعل أدناه كيف ClF₃ يعمل كقاعدة وحمض في ظروف مختلفة:

AsF₃ + CLF₃    à [ClF₂]⁺ [أسف₄]^-           هنا ، [ClF₂]⁺ ، يتشكل نوع كاتيوني ، لذلك فهو بمثابة حمض.

كلف₃  + NOF à [NO]⁺ [CLF₄]^-             هنا ، [ClF₄] ، يتم تشكيل نوع أنيوني ، وبالتالي ، فهو يعمل كقاعدة.   

هل ClF₃ أيوني ؟

لا ، إنه ليس مركب أيوني.

هذا AX₃  لا يحتوي شكل مركبات الهالوجين على فرق كبير في الكهربية.

وهو سائل تساهمي بنسبة أيونية أقل من 40٪ حسب قاعدة فاجان. Cl لديه كهرسلبية = 3.16 و F = 3.98 لا يكون اختلافهما ملحوظًا بما يكفي لاعتباره مركبًا أيونيًا.

هل ClF₃ قطبي أم غير قطبي؟

إنه مركب قطبي بين الهالوجين. يمكن تبرير ذلك من خلال النظر في المتجهات ثنائية القطب.

المركب ليس على شكل T تمامًا ، لذا فإن ذرات F في المواضع المحورية لا تلغي بعضها البعض. علاوة على ذلك ، تضيف نواقل ثنائيات الأقطاب إلى النواقل المحورية مما يعطي متجهًا ناتجًا بحجم أكبر من المتجه في الاتجاه المعاكس.

وبالتالي ، يتم ترك قدر من العزم ثنائي القطب مما يجعل المركب قطبيًا.

كلف₃ الذوبان:

كلف₃ هو غاز شديد التفاعل ، لذا يجب فحص قابليته للذوبان في المذيبات المختلفة بشكل صحيح قبل إذابته فيه. قليل من المذيبات التي تكون قابلة للذوبان مذكورة أدناه:

• البنزين
• التولوين
• حمض الخليك
• الهكسان

وهو قابل للذوبان في هذه المذيبات مع الاحتفاظ بثباته ولكن بتركيز أقل. ينفجر بتركيز أعلى.

هل ClF₃ رباعي السطوح؟

لا ، ClF₃ لا يمكن أن يكون رباعي السطوح. وفقًا لنموذج التهجين VSEPR ، فإن هندسته عبارة عن مثلث ثنائي الهرمي لأنه أكثر استقرارًا في هذا الشكل مع تنافر أقل استوائية.

هل ClF₃ خطي؟

لا ، ClF₃ ليس جزيء خطي.

يعتبر الجزيء مستويًا حيث يتم ترتيب اتجاه الذرة المركزية Cl والذرات المحيطة التي تشكل روابط F مع Cl بطريقة على شكل حرف T ولكنها ليست جزيءًا خطيًا. يقتصر شكله بشكل صارم على شكل حرف T وهو ليس خطيًا بالمعنى الحقيقي للكلمة.

في الختام :

كلف₃ هو مركب بين الهالوجين مع هندسة مثلثية ثنائية الهرمية ، sp³د التهجين والمستوى على شكل حرف T والذي يستخدم بشكل أساسي في نظام المذيبات.