هيكل وخصائص لويس أكسيد النيتروز (2 حقائق مفيدة)


ثاني أكسيد النيتروجين أو N2O2 هو أكسيد ثنائي من النيتروجين له وزن جزيئي 60.012 جم / مول. الآن سوف نتعلم عن N2O2 بالتفصيل.

يمكن تحضير ثاني أكسيد ثنائي النيتروجين عن طريق تفاعل 1 مول من النيتروجين مع 1 مول من الأكسجين. إنه جزيء 1: 1 ، حيث يتم إصلاح النسبة المتكافئة. إنه أكسيد محايد للنيتروجين له هندسة مستوية مثلثية. روابط NN موجودة ولكن طبيعة الرابطة هي رابطة سيجما.

لذلك ، يمكن قطع الرابطة بسهولة عن طريق التحلل الحراري لإعطاء جزيئين من أكسيد النيتريك أو NO. يُعرف أيضًا باسم ديوكسوهيدرازين لأنه يمكن اعتباره جزيء هيدرازين حيث يتم استبدال ذرات H بـ O. الآن يجب أن نناقش الخصائص الأساسية للجزيء مع شرح مناسب.

1. كيفية رسم N.2O2 هيكل لويس؟

هيكل لويس لـ N.2O2 يمكن أن تعطي المعلومات الصحيحة حول الطابع التساهمي للجزيء. نحاول الآن رسم بنية لويس لـ N2O2 في بضع خطوات.

حساب إلكترونات التكافؤ

حساب إجمالي إلكترونات التكافؤ لـ N2O2 هي الخطوة الأولى في رسم هيكلها لويس. إجمالي إلكترونات التكافؤ للجزيء 22 ، والتي تشمل إلكترونات ذرتين N و O أيضًا. لذلك ، فإن إلكترونات التكافؤ للجزيء هي مساهمة الذرات الفردية.

اختيار الذرة المركزية

الخطوة الثانية والأخرى المهمة لرسم بنية لويس هي تحديد الذرة المركزية بين جميع ذرات الجزيء. يتم اختيار الذرة المركزية بناءً على حجم أكبر وأقل كهرسلبية. بالنسبة إلى N.2O2، N مناسب للعب دور الذرة المركزية التي تلبي جميع المعايير.

إرضاء الثماني

الآن أثناء تكوين الرابطة بين الذرة المركزية والذرات الأخرى ، يجب أن يكونوا على دراية بقاعدة الثمانيات من خلال إكمال مدار التكافؤ الخاص بهم من خلال مشاركة الإلكترونات. لإكمال الثمانية ، يشكل كل N ثلاثة روابط ويشترك في ستة إلكترونات. مرة أخرى ، يشترك كل O في سنداتين ويشترك في أربعة إلكترونات.

إرضاء التكافؤ

خلال تكوين الثماني ، يجب أن تكون كل ذرة راضية عن طريق تكافؤها المستقر. التكافؤ المستقر لـ N و O هو 3 و 2 على التوالي. لذلك ، قاموا بتشكيل ثلاث روابط واثنتين على التوالي ، وبعد ذلك تحتوي على العدد المطلوب من الأزواج المنفردة لتحقيق الثمانية من خلال إكمال مدار التكافؤ.

عيّن الأزواج المنفردة

بعد تلبية الثماني والتكافؤ ، إذا كان هناك حاجة إلى المزيد من روابط العدد ، فعلينا إضافة أو تخصيص الأزواج الوحيدة لتلك الذرات التي تحتوي على إلكترونات تكافؤ أكثر من الرابطة التي تكونها. يحتوي كل N على زوج واحد وكل O يحتوي على زوجين من أزواج منفردة.

N2O2 هيكل لويس

2. ن2O2 إلكترونات التكافؤ

عدد إلكترونات التكافؤ الموجودة في N.2O2 هو نفس عدد الإلكترونات الموجودة في الذرات المكونة. دعونا نحسب إلكترونات التكافؤ لـ N2O2.

العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ المحسوبة لـ N2O2 تساوي 22 ، حيث يساهم 12 إلكترونًا من موقعي O والباقي 10 إلكترونات من موقع N. لذلك ، يُرى أن إجمالي إلكترونات التكافؤ للجزيء هي مجموع إلكترونات التكافؤ للذرات المكونة.

  • إلكترونات التكافؤ لكل ذرة N هي 5 حيث أن تكوينها الإلكتروني هو [He} 2s22p3
  • إلكترونات التكافؤ لكل ذرة O هي 6 حيث أن تكوينها الإلكتروني هو [He] 2s22p4
  • إذن ، العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ لـ N2O2 هي 5 * 2 + 6 * 2 = 22.

3. ن2O2 ثنائي وحيد

الأزواج الوحيدة هي النوع الوحيد من إلكترونات التكافؤ الموجودة في مدار التكافؤ ولكنها لا تشارك في تكوين الرابطة. دعونا نحسب الأزواج المنفردة لـ N2O2.

هناك 6 أزواج من الأزواج المنفردة موجودة فوق N2O2 مركب. حيث تأتي أربعة أزواج من ذرتين O والباقي يأتي من موقع N. لذلك ، مثل إلكترونات التكافؤ ، فإن الأزواج الوحيدة من الجزيء هي مجموع الأزواج المنفردة للذرات الفردية. هذه الإلكترونات لا تشارك في الترابط.

  • يتم حساب الأزواج المنفردة بالصيغة ، الأزواج الوحيدة = الإلكترونات الموجودة في مدار التكافؤ - الإلكترونات المشاركة في تكوين الرابطة.
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق ذرة N هي 5-3 = 2
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق ذرة O هي 6-2 = 4
  • لذلك ، كل O يحتوي على 4 أزواج من الإلكترونات يعني زوجان وكل N يحتوي على زوجان وحيدان من الإلكترونات مما يعني زوجًا واحدًا.
  • لذا. العدد الإجمالي للأزواج الوحيدة الموجودة في N2O2 الجزيء 1 * 2 + 2 * 2 = 6 أزواج.

4. ن2O2 القاعدة الثماني

يتبع كل من N و O قاعدة الثمانيات في N.2O2 الجزيء عن طريق مشاركة الإلكترونات في عدد مناسب من الروابط. دعونا نرى قاعدة الثمانيات لـ N.2O2 بالتفصيل.

يتبع كل من N و O الثماني ويحتاجان إلى ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ. يشارك N و O الإلكترونات في تكافؤهم المداري. الإلكترونات المطلوبة للثمانية 4 * 8 = 32 وإلكترونات التكافؤ متوفرة 22 ، لذلك يجب تلبية الإلكترونات المتبقية بواسطة روابط 10/2 = 5.

إذن ، هناك خمس روابط موجودة في الجزيء ، ولكن لإكمال الثمانية بالإضافة إلى تكافؤ الذرة ، هناك حاجة لرابطة مزدوجة بين N و O. لذلك ، يوجد رابطان مزدوجان في الجزيء لإكمال ثماني. تُحسب الأزواج الوحيدة أيضًا في الثماني.

5. ن2O2 شكل

يتم اعتماد شكل الجزيء بواسطة الذرة المركزية والذرات المحيطة من أجل التوجيه الصحيح للترتيب. دعونا نتوقع شكل N.2O2.

الشكل الجزيئي أو شكل لويس لـ N.2O2 الجزيء مستو ثلاثي الزوايا حول كل من ذرات N ، والتي يمكن تأكيدها من خلال الجدول التالي ،

جزيئي
المعادلة
رقم
أزواج السندات
رقم
ثنائي وحيد
الشكل  علم الهندسة    
AX10خطي  خطي
AX2        20خطي  خطي  
AX       11خطي  خطي  
AX330ثلاثي الزوايا
مستو
ثلاثي الزوايا
مستو
AX2E     21انحنىثلاثي الزوايا
مستو
AX2     12خطي  ثلاثي الزوايا
مستو
AX440رباعي السطوحرباعي السطوح
AX3E     31ثلاثي الزوايا
هرمي        
رباعي السطوح
AX2E2                2انحنىرباعي السطوح
AX3                     13خطي  رباعي السطوح
AX550ثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
ثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
AX4E     41تأرجحثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
AX3E2    32على شكل حرف T         ثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
AX2E3    23خطي   ثلاثي الزوايا
biهرمي
AX660ثماني السطوحثماني السطوح
AX5E     51             مربع
هرمي   
ثماني السطوح
AX4E2                    42مربع
هرمي 
ثماني السطوح
جدول VSEPR
N2O2 الشكل الجزيئي

من جدول VSEPR (تنافر زوج الإلكترونات من Valence Shell) ، يمكننا أن نستنتج أنه إذا لم يكن للجزيء أزواج وحيدة وله هيكل مثل AX2 إنها تتبنى شكلًا منحنيًا على الرغم من أن هندستها الفعلية مستوية مثلثية. وماذا بعد2O5 اعتمد الجزيء شكلًا منحنيًا حول كل من ذرات N المركزية.

6. ن2O2 زاوية

زاوية الرابطة هي الزاوية التي تصنعها الذرات مع الذرة المركزية للتوجيه الصحيح في الهندسة المعتمدة. دعونا نحسب N.2O2 زاوية السندات.

زاوية رابطة ONN هي 1170 وهو للهندسة المستوية المثلثية. على الرغم من أن أفضل زاوية رابطة للمستو ثلاثي الزوايا هي 1200 هناك تنافر صارم حدث بين ذرات O ثنائية الرابطة وأزواج وحيدة على ذرات N. لذلك ، لتجنب التنافر الفراغي ، قللت زاوية الرابطة إلى 1170.

N2O2 زاوية السندات
  • يتم حساب زاوية الرابطة الآن من خلال قيمة التهجين للذرة المركزية
  • صيغة زاوية الرابطة وفقًا لقاعدة بينت هي COSθ = s / (s-1).
  • الذرة المركزية N هي sp2 مهجن ، لذا فإن حرف s هنا هو 1/3rd
  • إذن ، زاوية الرابطة هي COSθ = {(1/3)} / {(1/3) -1} = - (½)
  • Θ = COS-1(-1/2) = 1200
  • ولكن لأسباب فاصلة ، انخفضت زاوية السندات من قيمتها الفعلية إلى 1170.

7. ن2O2 اتهام رسمي

تُستخدم الشحنة الرسمية لتحديد الشحنة الموجودة على ذرة في الجزيء بافتراض تساوي كهرسلبية. دعونا نحسب الرسوم الرسمية لـ N2O2.

الشحنة الرسمية الموجودة فوق N.2O2 الجزيء صفر لأنه جزيء محايد. يتم إلغاء الشحنة المتراكمة بواسطة كل ذرة تمامًا بواسطة الذرة الأخرى ، لذلك يبدو أنها محايدة. على الرغم من أن N تمتلك طابعًا إيجابيًا قليلاً و O تظهر طابعًا كهربيًا قليلاً هنا.

  • المسؤول الرسمي ل N.2O2 يتم حساب الجزيء بالصيغة ، FC = Nv - نليرة لبنانية -1/2 نبي بي
  • الشحنة الرسمية الموجودة على كل ذرة N هي ، 5-2- (6/2) = 0
  • الشحنة الرسمية الموجودة على كل ذرة O هي ، 6-4- (4/2) = 0
  • لذا ، فإن إجمالي الرسوم الرسمية لـ N.2O2 الجزيء هو صفر لأن كلتا الذرتين بشكل فردي تحتويان على صفر شحنة رسمية.

8. ن2O2 تهجين

يُعرف التهجين بخلط المدارات الذرية ذات الطاقة المختلفة للحصول على عدد متساوٍ من المدارات الهجينة ذات الطاقة المكافئة. دعونا نتوقع تهجين N.2O5.

الذرة المركزية لكل N هي sp2 التهجين في N.2O2 الجزيء الذي يمكن مناقشته في الجدول التالي.

الهيكلية   تهجين
القيمة  
حالة من
تهجين
من الذرة المركزية
زاوية السندات
1. الخطي         2         sp / sd / pd1800
2-المخطط
ثلاثي الزوايا      
3sp2                   1200
3. رباعي السطوح 4sd3/ س3109.50
4 ثلاثي الزوايا
ثنائي الهرمي
5sp3د / دسب3900 (محوري)،
1200(استوائي)
5. الاوكتاهدرا   6        sp3d2/ د2sp3900
6. خماسي
ثنائي الهرمي
7sp3d3/d3sp3900، 720
جدول التهجين
N2O2 تهجين
  • يمكننا حساب التهجين بواسطة صيغة الاصطلاح ، H = 0.5 (V + M-C + A) ،
  • إذن ، تهجين المركز N هو ، ½ (5 + 1 + 0 + 0) = 3 (س2)
  • يشارك مدار واحد s ومداريان p من N في التهجين.
  • الرابطة المزدوجة بين N و O لا تشارك في التهجين.

9. ن2O2 الذوبانية

ذوبان N2O2 يعتمد على طبيعة التفكك ودرجة الحرارة المطبقة. دعونا نرى ما إذا كان N.2O2 قابل للذوبان في الماء أم لا.

N2O2 غير قابل للذوبان في الماء لأنه جزيء غازي ومن الصعب جدًا على جزيء غازي قابل للذوبان في سائل بدون ضغط خارجي أو درجة حرارة مطبقة. يتم امتصاصه بالأحرى في جزيء الماء ويمكنه أيضًا تكوين رابطة H التي يمكن أن تساعده على الذوبان في الماء إلى حد ضئيل جدًا.

يمكن أن تكون قابلة للذوبان جزئيًا في

  • رابع كلوريد الكربون
  • مذيب عضوي قطبي
  • لجنة علم المناخ4

10. هل ن2O2 صلب أم غاز؟

تعتمد الحالة الفيزيائية للجزيء على طبيعة الذرات المكونة ودرجة حرارة البيئة. دعونا نرى ما إذا كان N.2O2 صلبة أو غازية.

N2O2 هو جزيء غازي لأنه يتكون من عنصرين غازيين نيتروجين وأكسجين. إنه جزيء متجانس لذا فإن طبيعة الجزيء تعتمد فقط على الحالة الفيزيائية للمتفاعلات. الأكسجين والنيتروجين كلاهما في صورة غازية في درجات الحرارة العادية ، كما أنه موجود في شكل غازي.

أيضًا ، هناك قوة جذب ضعيفة لفان دير وال موجودة داخل الجزيء ، لذا فإن جميع الذرات تقع بعيدًا عن بعضها البعض ، ويزداد الانتشار - والنتيجة موجودة في شكل غاز.

11. هل ن2O2 قطبي أو غير قطبية؟

إذا كان هناك فرق في الكهربية وكان يوجد أيضًا ثنائي القطب دائم ، فيُقال إن الجزيء قطبي. دعونا نتحقق مما إذا كانت قطبية أم لا.

N2O2 هو جزيء قطبي والسبب الرئيسي وراء ذلك هو وجود عزم ثنائي القطب دائم. يوجد فرق في القدرة الكهربية بين O و N لذلك سيتم ملاحظة تدفق عزم ثنائي القطب من N تجاه ذرات O الكهربية. جزيء له شكل غير متماثل.

نظرًا للشكل غير المتماثل ، فإن اتجاه العزم ثنائي القطب يختلف بطريقة مختلفة ولا يتم إلغاؤه بواسطة عزم ثنائي القطب آخر. تلعب زاوية الرابطة أيضًا دورًا رئيسيًا في قطبية الجزيء.

12. هل ن2O2 الحمضية أم القاعدية؟

تعتمد حموضة الجزيء على وجود بروتون حمضي أو قاعدي OH- وإطلاق القدرة في الحل. دعونا نرى ما إذا كان حمض أم قاعدة.

N2O2 ليس حمضيًا ولا أساسيًا لأنه لا يحتوي على أي بروتون حمضي أو جذري أساسي. بل هو أكسيد ثنائي محايد للنيتروجين عندما يتفاعل مع الماء يعطي منتجًا محايدًا. لذلك ، وفقًا لنظرية أرهينيوس ، فهي ليست حمضية ولا أساسية في الطبيعة. 

لا يمكنه قبول كثافة الإلكترون من الآخرين ولكن يمكنه التبرع بأزواج منفردة ، لذلك يمكن أن يكون بمثابة قاعدة لويس.

13. هل ن2O2 بالكهرباء؟

الإلكتروليتات هي تلك المادة التي يمكن أن تتأين في المحلول المائي وتحمل الكهرباء من خلالها. دعونا نتحقق مما إذا كان المنحل بالكهرباء أم لا.

N2O2 ليس إلكتروليت ، لأنه جزيء محايد وهناك رابطة مزدوجة موجودة لذلك لا يمكن أن يتأين عن طريق كسر الرابطة. على الرغم من أنها غير قابلة للذوبان في الماء لذلك لا يمكن فصلها إلى أيونات وتحمل الكهرباء. حتى من الرسوم الرسمية ، نرى أن كلا من N و O محايدان.

14. هل ن2O2 الأيونية أو التساهمية؟

لا يوجد جزيء له طبيعة تساهمية أو أيونية نقية بنسبة 100٪ ، بل هو العكس تمامًا بناءً على الاستقطاب - قاعدة فجان. دعونا نرى ما إذا كان N.2O2 أيوني أو تساهمية.

N2O2 هو جزيء تساهمي لأن الجزيء يتكون عن طريق مشاركة إلكترونات N و O بالتساوي. لا يوجد مثل هذا التبرع وحدث قبول للإلكترونات. أيضًا ، يخضع N المركزي للتهجين لإنشاء رابطة تساهمية مناسبة.

مرة أخرى ، فإن الإمكانات الأيونية للكاتيون منخفضة جدًا ، كما أن استقطاب الأنيون ضعيف أيضًا ، لذلك لا يمكن استقطاب الجزيء ويظهر طابعًا تساهميًا أكثر.

15. هل ن2O2 رباعي السطوح؟

يمكن اعتماد جزيء منسق رباعي السطوح هندسة رباعية السطوح لتجنب التنافر الفراغي. دعونا نرى ما إذا كان N.2O2 هو رباعي السطوح أم لا.

N2O2 ليس جزيءًا رباعي السطوح لأن شكل الجزيء مستو ثلاثي الزوايا حول الوسط N ولكن نظرًا للأزواج المنفردة فقد تبنى شكلًا منحنيًا مثل جزيء الماء وهو ليس رباعي السطوح ، لذلك فهو غير قادر على تبني هندسة رباعية السطوح .

في الختام

N2O2 هو مصدر جيد للنيتروجين أو أكسيد النيتريك ، لذلك يمكن استخدامه عند الحاجة إلى تلك الجزيئات. يمكن قطع الرابطة بين اثنين من N بسهولة بسبب وجود ذرتين من O الكهربية وتسحب كثافة الإلكترون تجاهها ، وبالتالي تصبح الرابطة أضعف.

بيسواروب شاندرا داي

مرحبًا ...... أنا بيسواروب شاندرا داي ، لقد أكملت الماجستير في الكيمياء. تخصصي هو الكيمياء غير العضوية. الكيمياء لا تدور حول القراءة سطراً بسطر والحفظ ، إنه مفهوم يجب فهمه بطريقة سهلة وهنا أشارككم مفهوم الكيمياء الذي أتعلمه لأن المعرفة تستحق مشاركتها.

آخر المقالات

الارتباط بـ Is MgO Ionic أو Covalent: لماذا ، كيف ، هيكل لويس ، تفسيرات مفصلة

هل MgO أيوني أم تساهمي: لماذا ، كيف ، هيكل لويس ، تفسيرات مفصلة

في هذه المقالة ، "MgO الأيونية أو التساهمية" ، تمت مناقشة الخصائص التساهمية أو الأيونية لأكسيد المغنيسيوم مع شرح تفصيلي بإيجاز. أكسيد المغنيسيوم (MgO) مادة صلبة بيضاء عديمة الرائحة ...