هيكل FCN Lewis ، الخصائص: 19 حقيقة يجب أن تعرفها


يجب أن تناقش هذه المقالة بنية FCN Lewis وخصائصها وطرق تمثيل بنية لويس النقطية والحقائق الأخرى ذات الصلة.

هيكل FCN لويس ، المعروف أيضًا بالاسم الكيميائي باسم فلوريد السيانوجين ، هو جزيء غير عضوي بوزن جزيئي 45.016 جم / مول.

بعض الحقائق عن هيكل FCN Lewis:

  • الكتلة المولية / الوزن الجزيئي = 45.016 جم / مول.
  • نقطة الغليان = -46.17 0ج ، نقطة الانصهار = - 82 0ج.
  • عديم اللون ورائحته نفاذة.
  • غاز سام.
هيكل fcn لويس
تمثيل ثلاثي الأبعاد لهيكل FCN لويس (فلوريد السيانوجين) من ويكيبيديا

هيكل FCN لويس:

هيكل FCN لويس أو بنية لويس النقطية هي تمثيل إلكتروني لجزيء يمثل اتجاه روابطه جنبًا إلى جنب مع الشحنة الرسمية المكتسبة من قبل كل ذرة مكونة تشتمل على الجزيء.

باختصار ، فإنه يلخص حول التمثيل الجزيئي. معرفة لويس التركيب النقطي للجزيء هو الخطوة الأولى والأولى نحو فك ترميز الخواص والخصائص الفيزيائية والكيميائية للجزيء.

خطوات رسم هيكل لويس لـ FCN:

  • تتضمن الخطوة الأولى حساب العدد الإجمالي للإلكترونات المتاحة. ذرة الفلور (F) تنتمي إلى 17th مجموعة من الجدول الدوري وتحتوي على 7 إلكترونات تكافؤ إجمالي. تنتمي ذرة الكربون إلى المجموعة 14th (C) ويحتوي على إجمالي 4 إلكترونات تكافؤ وذرة نيتروجين (N) تنتمي إلى المجموعة 15th ويحتوي على إجمالي 5 إلكترونات تكافؤ. هذا يجعل ما مجموعه 16 إلكترونًا التكافؤ متاحًا من كل ذرة مكونة لبناء بنية FCN Lewis.
  • تتضمن الخطوة التالية اختيار الذرة المركزية بناءً على اختلاف سلبيتها الكهربية. يتم اختيار أقل ذرة C كهرسلبية مع X = 2.55 باعتبارها الذرة المركزية. F لها كهرسلبية X = 3.98 و N لها كهرسلبية X = 3.04 (X = فرق حجم الكهربية)
  • تحاول كل ذرة مكونة استيعاب 8 إلكترونات في محيطها للامتثال لقاعدة الثمانيات. أولاً ، يتم رسم جميع الذرات مع إلكترونات التكافؤ الخاصة بها. بعد ذلك ، يتم محاذاة كل ذرة بطريقة يمكنها استيعاب 8 إلكترونات حول نفسها ومع الذرات المجاورة إما عن طريق مشاركة الإلكترونات بشكل تساهمي أو ثنائي.
  • C رباعي التكافؤ في الطبيعة ويشكل 4 روابط مع الذرتين الأخريين. تشترك في 4 من إلكترونات التكافؤ مع F و N. N تشترك في 3 من إلكترونات التكافؤ الخاصة بها وتشكل رابطة ثلاثية مع C ويبقى إلكترونان متبقيان كزوج وحيد من الإلكترونات على N. تبقى إلكترونات التكافؤ الستة المتبقية كزوج وحيد من الإلكترونات على F.
  • عند القيام بذلك ، نحصل على جزيء فلوريد السيانوجين الخطي الشكل الذي يتبع قاعدة الثمانيات بإخلاص.

يظهر التمثيل التخطيطي لـ FCN أدناه:

هيكل FCN لويس

صدى هيكل لويس FCN:

هياكل الرنين هي تمثيلات أخرى لبنية لويس النقطية تُظهر جميع إمكانيات التوزيعات الإلكترونية ، تلك التمثيلات التي تكتسب أعلى طاقة وتلك التي تصل إلى أدنى طاقة مستقرة يتم ملاحظتها جيدًا من خلال الرنين.

نظرًا لأن الرابطة الثلاثية تتضمن سحابة إلكترونية من pi يمكن أن يتم تحديد موقعها ، وبالتالي تظهر بنية FCN Lewis صدى.

يتم تحديد موقع إحدى روابط pi على ذرة N مما يؤدي إلى شحنة سالبة ويكتسب C شحنة موجبة. إجمالي فصل الشحنة هو صفر بسبب إلغاء الشحنة وتحقيق الحياد.

صدى هيكل لويس FCN.

شكل هيكل لويس FCN:

يعتمد هيكل FCN Lewis على شكل خطي. هذا يتوافق مع نظرية VSEPR. نظرًا لأن C لديها تهجين sp ، فهي أكثر استقرارًا حيث أن جميع الإلكترونات على مسافة قصوى من بعضها البعض ، أي عند 1800 زاوية.  

يظهر الهيكل في قسم التهجين FCN.

تهجين FCN:

التكوين الإلكتروني لحالة الأرض لـ C: [He] 2s22px12p1y2pz

متحمس التكوين الإلكتروني للدولة من C: [هو] 2s12px12p1y2p1z

التكوين الإلكتروني لحالة الأرض لـ F: [He] 2s22px22p2y2p1z       

التكوين الإلكتروني لحالة الأرض لـ N: [He] 2s22px12p1y2p1z

يخضع C لتهجين sp حيث يقترن اثنان من الإلكترونات الأربعة غير المزدوجة في الحالة المثارة مع N و F. ويشكلان روابط سيجما عن طريق الترابط والتداخل على طول محورها الداخلي.

يشكل الإلكترونان المتبقيان غير المتزاوجان في الأجزاء الفرعية غير المهجنة لـ C رابطتين من روابط pi عن طريق التداخل الجانبي مع سحابة النيتروجين غير المشتركة pi. F يخضع ل sp3 التهجين مع C مكونًا رابطة سيجما وتبقى الإلكترونات الستة المتبقية ك 6 أزواج وحيدة من الإلكترونات على ذرة F.

تهجين بنية FCN لويس.

إلكترونات التكافؤ FCN:

التكوين الإلكتروني لحالة الأرض لـ C: [He] 2s22px12p1y2pz

التكوين الإلكتروني لحالة الأرض لـ F: [He] 2s22px22p2y2p1z       

التكوين الإلكتروني لحالة الأرض لـ N: [He] 2s22px12p1y2p1z

إلكترونات التكافؤ هي الإلكترونات الخارجية الموجودة في الأجزاء الفرعية التي تشارك في تكوين الروابط الكيميائية أو التأين.

هنا ، لدى C 4 إلكترونات تكافؤ. يحتوي F على 7 إلكترونات تكافؤ. يحتوي N على 5 إلكترونات تكافؤ

لذلك ، يحتوي هيكل FCN lewis على إجمالي 16 إلكترونًا تكافؤًا.

مزيد من المعلومات حول هيكل Hexanol وخصائصه

أزواج بنية FCN Lewis الوحيدة:

يحتوي هيكل FCN Lewis على إجمالي 4 أزواج من الإلكترونات. توجد 3 أزواج من الإلكترونات على ذرة F وزوج واحد وحيد على ذرة N.

أزواج الإلكترونات الوحيدة هي إلكترونات التكافؤ التي لا تشارك في أي تكوين رابطة تساهمية.

الرسوم الرسمية لهيكل لويس FCN:

اتهام رسمي هي طريقة لتعيين شحنة على كل ذرة مكونة تلخص الشحنة الكاملة التي يكتسبها الجزيء.

رياضيا ، يمكن تمثيلها على النحو التالي:

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 لـ F = 7-6-1 = 0

الشحنة الرسمية لـ C = 4 - 0 - 4 = 0         

الشحنة الرسمية لـ N = 5 - 2 - 3 = 0

قاعدة الثماني بتات هيكل لويس FCN:

قاعدة الثمانية هي القاعدة العامة التي يتبعها الكيميائي لبناء بنية لويس النقطية والتي تنص على أن كل ذرة تحاول استيعاب 8 إلكترونات في غلاف التكافؤ للحصول على تكوين غاز نبيل لتحقيق أقصى قدر من الاستقرار.

يتبع هيكل FCN lewis قاعدة الثمانيات حيث تحتوي كل ذرة مكونة على 8 إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص بها.

يحتوي F على 8 إلكترونات حول نفسه بما في ذلك أزواج الرابطة ، ولدى C 8 إلكترونات بما في ذلك الروابط الفردية والثلاثية ، ولدى N 8 إلكترونات حول نفسها بما في ذلك الرابطة الثلاثية والأزواج الوحيدة من الإلكترونات.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه يجب حساب كل من الروابط والأزواج الوحيدة من الإلكترونات أثناء حساب إلكترونات الثماني.

الذوبان FCN:

هيكل FCN لويس أكثر قابلية للذوبان في المذيبات التي تحمل ثوابت عازلة أقل. قليل من المذيبات المذكورة أدناه كمرجع:

مذيبالذوبانية
Waterغير قابل للذوبان
الأثيرقابل للذوبان
القابلية للذوبان في FCN في المذيبات المختلفة.

هل FCN خطي؟

FCN هيكل لويس هو جزيء خطي. هذا يتوافق مع نظرية VSEPR.

تم اعتماد الشكل الخطي بواسطة جزيء ثلاثي الذرات للحصول على أقصى مسافة بين الأزواج المنفردة أو أزواج الروابط والحد الأدنى من التنافر بينها مما يعطي أقصى قدر من الاستقرار الهندسي.

هل FCN رباعي السطوح؟

لا ، بنية FCN لويس ليست جزيء رباعي السطوح. يتضمن الفهم الأساسي لجزيء رباعي السطوح 4 ذرات بترتيب رباعي السطوح.

هل FCN أيوني؟

هيكل FCN لويس أيوني بطبيعته. هذا لأنه يتضمن فصل الشحنة كما لوحظ في أحد هياكل الرنين.

يشتمل جزيء FCN على 3 ذرات مختلفة (F ، C ، N) مع اختلاف كبير في الكهربية ، يتضمن أيضًا رابطة ثلاثية تحتوي على سحابة إلكترونية pi.

نتيجة لذلك ، يمكن إلغاء تحديد موقع الإلكترونات مما يؤدي إلى فصل الشحنة الجزئية الذي يمكن أن يشكل ثنائيات أقطاب بين نهايات الجزيء.

لكن تجدر الإشارة إلى أن جميع الذرات الثلاث ليست فلزية لذا فهي تمتلك بعض الصفة التساهمية كما هو موضح بواسطة حكم فجان.

هل FCN قطبي أم غير قطبي؟

FCN هيكل لويس يمكن تحديده على أنه جزيء غير قطبي إذا اعتبرناه جزيءًا متماثلًا تمامًا. ومع ذلك ، فإن FCN مع F و N في نهاياتها ليست متطابقة والتي تختلف في اختلافها الكهربية.

وبالتالي ، يوجد قدر من القطبية في الجزيء لأن حجم العزم ثنائي القطب لن يكون متشابهًا عبر النهايات.

إنه يحتوي على قدر كبير من القطبية ولكنه غير كافٍ بما يكفي ليتم تسميته جزيء قطبي تمامًا.

لحظات ثنائية القطب FCN ممثلة بالسهام.

هل FCN مغناطيسي أم مغناطيسي؟

بنية FCN lewis ذات طبيعة مغنطيسية نظرًا لوجود إلكترونات غير متزاوجة في الأجزاء الفرعية p من ذرة N. يظلون في حالتهم الثلاثية المتحمسة.

يجذبهم المجال المغناطيسي. إن الإلكترونات غير المزاوجة التي تبقى كزوج وحيد من الإلكترونات على النيتروجين لا تتزاوج ولكنها تبقى كإلكترون غير مزدوج في مجموعات فرعية مختلفة.

زاوية هيكل لويس FCN:

تُعرَّف زاوية الرابطة بأنها الزاوية بين الذرة المركزية والذرات المترابطة. هنا ، في بنية FCN Lewis ، تكون زاوية الرابطة من بين الذرات الثلاث أي FCN.

منذ ذلك الحين ، يحتوي C على تهجين sp مع N atom و sp3 التهجين مع ذرة F ، زاوية الرابطة ليست قريبة تمامًا من 1800 لكن بالقرب منه.

هل FCN عامل مختزل؟

FCN لويس هيكل قوي الحد من وكيل. الأنيون ، أيون الفلورايد ، هو عامل اختزال قوي في تفاعلات زوجية الأكسدة والاختزال.

يطلق عليهم على النحو المختزل.

هل FCN عامل مؤكسد؟

 هيكل FCN لويس ليس عامل مؤكسد. يطلق عليهم اسم مختزل وليس مؤكسد.

هل FCN متماثل أم غير متماثل؟

هيكل FCN لويس هو جزيء متماثل. هذا لأنه جزيء ثلاثي الذرات خطي مع مستويات سيجما لانهائية متطابقة مع المستوى الجزيئي الذي يحتوي على جميع الذرات في المستوى.

نظرًا لأنه يمتلك مستويات جزيئية لا نهائية ، فإن Coo المحاور ، وبالتالي ، فهي جزيء متماثل.

ملاحظة: المستوى الجزيئي هو المستوى الذي يحتوي على جميع الذرات جنبًا إلى جنب مع المحور الداخلي.

استخدامات FCN:

  • يمكن استخدامه كمحفز للحساسية ، ومبيدات حشرية ، وتصنيع الأصباغ ، والبوليمرات.
  • نظرًا لأنه يتكثف إلى أشكال بوليمرية في درجة حرارة الغرفة ، فقد تم استخدامه كشبكة متناظرة من البوليمرات.
  • يتم استخدامه كعامل مفلور ونتريلة.

الخلاصة:

هيكل FCN لويس هو موضوع ساخن بسبب ميله إلى البلمرة في بحث اليوم ، والذي من خلال المقالة التالية ، تم التعرف على أنه جزيء ثلاثي الذرات خطي يستخدم للأغراض الصناعية برائحة نفاذة وسامة للغاية.

نانديتا بيسواس

مرحبًا. أنا أحصل على درجة الماجستير في الكيمياء مع تخصص في الكيمياء العضوية والفيزيائية. أيضًا ، قمت بمشروعين في الكيمياء - أحدهما يتعامل مع التقدير اللوني وتحديد الأيونات في المحاليل. قام آخرون في Solvatochromism بدراسة الفلوروفورات واستخداماتها في مجال الكيمياء جنبًا إلى جنب مع خصائص التراص الخاصة بهم على الانبعاث. لقد تخصصت أيضًا في كيماويات الراتنج. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/nandita-biswas-244b4b179

آخر المقالات