هيكل وخصائص لويس N2O5 (13 حقائق كاملة)


2O5 أو خماسي أكسيد ثنائي النيتروجين هو مؤكسد قوي له وزن جزيئي قدره 108.01 جم / مول. دعونا نناقش الخاصية الجزيئية لـ N2O5 بالتفصيل.

N2O5 هو أكسيد النيتروجين حيث يكون للنيتروجين حالة أكسدة +5 وهي الحد الأقصى في الشكل المستقر. يوجد الجزيء كشكل لفصل الأيونات ، كل N يحتوي على شحنة موجبة واثنان O يحتويان على شحنة سالبة. إنه غير مستقر للغاية ومتفاعل بسبب الذرات الكهربية الموجودة في الجزيء.

N2O5 هو كاشف جيد للكيمياء العضوية لدمج مجموعة النيترو في أي جزيء ، لذلك يمكن استخدامه في العديد من التفاعلات العضوية. الآن سنناقش الخاصية الجزيئية جنبًا إلى جنب مع بنية لويس والتهجين والقطبية لـ N2O5 بالتفصيل في القسم التالي مع الشرح المناسب.

1. كيفية رسم N.2O5 هيكل لويس؟

بمساعدة قاعدة الثمانيات وإلكترونات التكافؤ والتكافؤ ، يمكننا رسم بنية لويس لـ N2O5 في بضع خطوات. دعونا نرسم بنية لويس لـ N2O5.

حساب إلكترونات التكافؤ

في الخطوة الأولى لرسم هيكل لويس ، يجب حساب إجمالي إلكترونات التكافؤ. إن حساب إلكترونات التكافؤ للجزيء يعني حساب إلكترونات التكافؤ للذرات الفردية. إجمالي إلكترونات التكافؤ لـ N.2O5 هي 40 التي يساهم فيها N و O بإلكترونات التكافؤ.

اختيار الذرة المركزية

2nd خطوة رسم بنية لويس هي تحديد ذرة واحدة حيث يجب توصيل الذرة المركزية بين جميع الذرات الأخرى من خلال رابطة مع تلك الذرة المركزية. تم اختيار N كذرة مركزية هنا لأنها ذات حجم أكبر وطاقة كهربية أقل من O ، كلتا ذرات N مركزية هنا.

إرضاء الثماني

كل ذرة في N.2O5 راضٍ عن الثماني بتات من خلال استكمال غلاف التكافؤ بالإلكترونات. يكمل كل من N و O غلاف التكافؤ الخاص بهما بواسطة 8 إلكترونات لأنهما ينتميان إلى الكتلة p. مجموع الإلكترونات اللازمة للثمانية في N.2O5 هو 7 * 8 = 56 ويتم تجميع هذا العدد من الإلكترونات عن طريق مشاركة الروابط.

إرضاء التكافؤ

أثناء تكوين الرابطة من خلال إرضاء الثماني يجب أن تكون كل ذرة راضية عن طريق تكافؤها المستقر. يتم استيفاء الإلكترونات المطلوبة حسب الثماني بتات من خلال تكافؤهم لتكوين الروابط. يجب استيعاب الإلكترونات الزائدة عن طريق روابط إضافية ويجب تبرير تلك الروابط بتكافؤ ثابت لكل ذرة.

عيّن الأزواج المنفردة

بعد تكوين الروابط المناسبة بواسطة الذرات إذا كانت الإلكترونات الزائدة موجودة في مدار التكافؤ ، يتم تعيينها كأزواج وحيدة فوق ذرة معينة. N تصنع روابط أكثر من تكافؤها ، لذا فهي لا تحتوي على أي أزواج وحيدة ولكن كل ذرة O تحتوي على أربعة أزواج وحيدة من الإلكترونات.

N2O5 هيكل لويس

2. ن2O5 إلكترونات التكافؤ

إلكترونات التكافؤ لـ N.2O5 هي مزيج من إلكترونات التكافؤ لـ N وكذلك O. دعونا نحسب العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ الموجودة في N2O5.

N2O5 يحتوي على 46 إلكترونًا تكافؤًا حيث يساهم كل من N و 2 O بإلكترونات التكافؤ بشكل فردي. التكوين الإلكتروني لـ N و O هو [He] XNUMXs22p3 و [هو] 2 ثانية22p4 على التوالى. لذلك ، فإن إلكترونات التكافؤ التي تعد كل N لها 5 و O لها 6 إلكترونات ثم تجمعها معًا للحصول على إلكترونات التكافؤ.

  • إلكترونات التكافؤ التي تساهم في N هي ، 5 (مؤكدة بالتكوين الإلكتروني)
  • إلكترونات التكافؤ التي تساهم في O هي ، 6 (أكدها التكوين الإلكتروني)
  • العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ لاثنين N وخمسة O لـ N2O5 هو ، (5 * 2) + (6 * 6) = 46.

3. ن2O5 ثنائي وحيد

حينئذ2O5 تحتوي ذرة O فقط على أزواج وحيدة ، لكن N لا تحتوي على أي أزواج وحيدة هنا. دعونا نحسب الأزواج الوحيدة على N2O5.

N2O5 يحتوي على 10 أزواج من الأزواج المنفردة وجميع الأزواج المنفردة موجودة في خمس ذرات O فقط. نظرًا لأن كل O تحتوي على إلكترونات أكثر من إلكترونات التكافؤ من إلكترونات الرابطة ، فإن N تجعل الروابط تتجاوز تكافؤها لذلك لا يوجد إلكترونات موجودة كأزواج وحيدة. اجمعهم معًا للحصول على مجموع الأزواج المنفردة.

  • مجموع الأزواج الوحيدة الموجودة في N.2O5 يتم حسابها بالصيغة ، أزواج وحيدة = الإلكترونات الموجودة في مدار التكافؤ - الإلكترونات المشاركة في تكوين الرابطة.
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق ذرات N هي 5-4 = 1
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق ذرات O هي ، 6-2 = 4
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق ذرات O النهائية هي 7-1 = 6
  • لذا ، فإن مجموع الأزواج الوحيدة الموجودة فوق N.2O5 هي 4 * 2 + 6 * 2 = 20 إلكترونًا مما يعني 10 أزواج من الأزواج المنفردة.
  • N لديه إلكترون واحد فقط ، لذلك ليس لديه زوج من الإلكترونات.

4. ن2O5 القاعدة الثماني

حينئذ2O5 الجزيء ، N و O يتبعان الثماني أثناء تكوين الرابطة من خلال الوفاء بقشرة التكافؤ. دعنا نعرف عن ثماني بتات N.2O5.

الإلكترونات المطلوبة لثمانية ن2O5 هي 56 ، وإلكترونات التكافؤ هي 46 ، لذا يجب ملء الفائض 56-46 = 10 إلكترونات بالسندات 10/2 = 5 ، ولكن في N2O5 سيكون هناك 8 روابط موجودة بسبب استيفاء تكافؤهم ، على الرغم من أن N تفي تكافئه الثماني المستحق يحصل على شحنة موجبة.

تشكل ذرات O الطرفية رابطة واحدة فقط ولهذا السبب تحصل على المزيد من الإلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص بها ولهذا السبب ، تحصل على شحنة سالبة ، لكن التكافؤ غير راضٍ هنا. O لديها تكافؤ ثابت لكن ذرات O النهائية تصنع رابطة واحدة فقط وتحصل على شحنة سالبة فوقها لإكمال الثماني.

5. ن2O5 شكل

الشكل الجزيئي لـ N.2O5 هو اتجاه ذرات N و O بالترتيب الصحيح للحصول على شكل معين. دعونا نتوقع شكل N.2O5.

الشكل الجزيئي لـ N.2O5 هو مستو ثلاثي الزوايا حول كل من ذرات N المركزية 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
N2O5 الشكل الجزيئي

N2O5 هو AX3 نوع الجزيء لأنه منسق ثلاثي ووفقًا لنظرية VSEPR (تنافر زوج الإلكترونات من Valence Shell) ، فإن جزيء AX3 اعتمدت الهندسة المستوية المثلثية إذا لم تكن هناك أزواج وحيدة موجودة فوق الذرة المركزية مثل N.2O5.

6. ن2O5 زاوية

الزاوية التي تصنعها الذرات في هندسة معينة هي الترتيب الصحيح للذرة دون تنافر فلكي. دعونا نحسب زاوية الرابطة N.2O5.

زاوية الرابطة NON هي 1120 حينئذ2O5 الجزيء لأنه جزيء مستو ثلاثي الزوايا ولهذا النوع من الجزيئات ، تكون زاوية الرابطة العامة 1200. ولكن هناك تنافر بين الأزواج المنفردة وأزواج الروابط لهذا السبب يغير الجزيء زاوية ارتباطه بحيث يتم تقليل التنافر إلى الحد الأدنى.

N2O5 زاوية السندات
  • يمكن حساب زاوية الرابطة من 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 1120.

7. ن2O5 اتهام رسمي

يتم تحديد وجود شحنة فوق أي ذرة في جزيء من خلال الشحنة الرسمية بافتراض تساوي كهرسلبية. دعونا نحسب الرسوم الرسمية لـ N2O5.

المسؤول الرسمي ل N.2O5 الجزيء صفر ، لكن N و O لهما شحنة فوقهما ، لذلك توجد شحنة متساوية ومعاكسة يمكنها تحييد الجزيء. ولكن يتم شحن هذه الذرات بشكل منفصل أو وجود شحنة فوق تلك الذرات في N2O5. لذا ، فإن رباطهم سيكون أكثر قطبية.

  • المسؤول الرسمي ل N.2O5 يمكن حسابها بالصيغة FC = Nv - نليرة لبنانية -1/2 نبي بي
  • الشحنة الرسمية الموجودة على كل ذرة N هي ، 5-0- (8/2) = +1
  • الشحنة الرسمية على كل ذرة O طرفية هي ، 6-6- (2/2) = -1
  • الشحنة الرسمية على ذرة O المزدوجة الرابطة هي ، 6-4- (4/2) = 0
  • لذلك ، هناك نوعان N يحتويان على شحنة رسمية +1 ، واثنان O يحتويان على شحنة رسمية واحدة ، بحيث يمكن تحييد بعضهما البعض من خلال شحنتهما الرسمية وجعل الجزيء محايدًا.

8. ن2O5 تهجين

على الرغم من أن N و O ينتميان إلى نفس الطاقة المدارية ، ولهذا السبب ، فإنهما يخضعان للتهجين لتكوين رابطة مناسبة. دعونا نرى تهجين N.2O5.

المركز N في شمال2O5 هو sp2 مهجن ويمكن تأكيده من خلال الحكاية التالية,

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
N2O5 تهجين
  • يمكننا حساب التهجين بواسطة صيغة الاصطلاح ، H = 0.5 (V + M-C + A) ،
  • إذن ، تهجين المركز N هو ، ½ (4 + 2 + 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. ن2O5 الذوبانية

للتحقق من قابلية ذوبان N2O5 لقد استخدمنا نوعًا مختلفًا من المذيبات حيث يمكن أن تنفصل تمامًا وتصبح قابلة للذوبان. الآن نرى قابلية ذوبان N2O5.

N2O5 غير قابل للذوبان في الماء بل يتفاعل مع الماء لتكوين حامض النيتريك. لأن خامس أكسيد ثنائي النيتروجين عبارة عن جزيء غازي ومن الصعب جدًا للذوبان في جزيئات الماء القطبية بدلاً من ذلك يمكن امتصاصه ، ولكن هنا يمكن أن يتفاعل مع جزيء الماء لتكوين جزيء حمضي.

N2O5 يمكن أن تكون قابلة للذوبان في المذيبات الأخرى التالية

  • مهملة في CCl4
  • قابل للذوبان الجزئي في CHCl3
  • أو أي مذيب عضوي

10. هل ن2O5 صلبة أم سائلة؟

الحالة المادية لـ N.2O5 يعتمد على تجاذب القوة بين الذرات ودرجة الحرارة المطبقة. دعونا نرى ما إذا كان N.2O5 صلبة أو سائلة.

N2O5 هو جزيء صلب ، يظهر على شكل مادة صلبة بيضاء لأن الأكسيد يحتوي على المزيد من الروابط المزدوجة ، وبالتالي فإن قوة جذب فان دير وال عالية جدًا هنا وجميع الذرات موجودة في مكان قريب. لذلك ، يمكن أن توجد بشكل صلب في درجة حرارة الغرفة.

في الشكل الصلب ، تتبنى بنية بلورية سداسية وهذا النوع من البلورات ليس قويًا جدًا ، لذلك يمكن أن يذوب في درجة الحرارة العادية ، ولهذا السبب تكون نقطة انصهاره منخفضة جدًا.

11. هل ن2O5 قطبي أو غير قطبية؟

تعتمد قطبية الجزيء على القيمة الناتجة عن عزم ثنائي القطب وفرق الكهربية بين الذرات. دعونا نرى ما إذا كان N.2O5 قطبي أم لا.

N2O5 هو قطبي لأنه يحتوي على عزم ثابت ثنائي القطب بقيمة 1.4. تنشأ هذه العزم الدائم ثنائي القطب بسبب اختلاف الكهربية بين ذرات N و O كما أنه جزيء غير متماثل لذلك لا يمكن معارضة اتجاه العزم ثنائي القطب مع الآخرين. إذن ، الجزيء قطبي.

بسبب اختلاف الكهربية ، يوجد تدفق عزم ثنائي القطب يحدث من N تجاه ذرات O الكهربية. لكن اتجاه العزم ثنائي القطب مستقل عن الآخر ويخلق لحظة ثنائية القطب دائمة هنا.

12. هل ن2O5 الحمضية أم القاعدية؟

يتم تحديد الطبيعة الحمضية أو الأساسية للأكسيد عندما يتفاعل مع الماء ويشكل نوع الجزيء. دعونا نرى ما إذا كانت حمضية أم أساسية.

N2O5 هو أكسيد حمضي لأنه عندما يتفاعل مع الماء يكون حمض النيتريك ، وهو حمض قوي. أيضًا ، توجد حالة أكسدة N هنا +5 ، لذلك توجد في حالة أكسدة أعلى وفي حالة أكسدة أعلى ، فلا يمكن تأكسدها مرة أخرى وتتصرف على أنها حمضية. أيضا ، الأكاسيد غير المعدنية حمضية.

لكن وفقًا لنظرية أرهينيوس ، لا يمكن إطلاق سراح H.+ أو أوه- لأنه يفتقر إلى كل من الأيونات ، لذلك فهو لا يكون حمضيًا ولا قاعديًا بحد ذاته.

13. هل ن2O5 بالكهرباء؟

للتحقق من الطبيعة الإلكتروليتية للـ N.2O5 علينا أن نرى آلية التأين للجزيء في محلول مائي. دعونا نتحقق مما إذا كان N.2O5 هو المنحل بالكهرباء أم لا.

N2O5 ليس منحل بالكهرباء ، لأنه عندما يذوب في الماء يبدأ في التفاعل معه ويشكل جزيء آخر. لذلك ، لا يمكننا التنبؤ بآلية التأين لـ N.2O5 في محلول مائي. لذلك ، لا يمكننا استنتاج ما إذا كان هذا المنحل بالكهرباء أم لا ، لأنه لا يمكن أن يذوب في الماء.

لكن الحمض الذي يتكون منه حمض النيتريك يمكن فصله في المحلول المائي لتكوين جزيئات مشحونة ويمكنه حمل الكهرباء ، لذلك يمكن أن يكون نتاجه عن طريق تفاعل الماء إلكتروليتًا.

14. هل ن2O5 الأيونية أو التساهمية؟

يُعرف الجزيء التساهمي أو الأيوني بآلية الترابط الخاصة به ، سواء تم تشكيله عن طريق مشاركة الإلكترونات أو التبرع بالإلكترون. دعونا نرى ما إذا كانت أيونية أو تساهمية.

N2O5 هو جزيء تساهمي نقي لأنه يتشكل من خلال مشاركة الإلكترونات بين ذرات N و O ، على الرغم من وجود شخصية قطبية جزئية موجودة في الرابطة حيث أن كلاهما ذرات كهربية. لكن N المركزية تخضع للتهجين لصنع الرابطة التساهمية المناسبة.

وفقًا لقاعدة فاجان ، لا يوجد جزيء تساهمي أو أيوني٪ ، يمكن للجزيء الأيوني أن يكون تساهميًا أو العكس ، يعتمد على نظرية الاستقطاب.

في الختام

خامس أكسيد ثنائي النيتروجين هو أكسيد خطير وغير مستقر. يمكن أن تتفاعل مع أنواع مختلفة من الجزيئات وفي الكيمياء العضوية ، ويمكن أن تدمج مجموعة النيترو في وظائف أخرى. يكون N في حالة أكسدة + لذا يمكن استخدامه كعامل مؤكسد قوي أيضًا.

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 بهيكل حمض البروبانويك لويس: الرسم والتفسيرات التفصيلية

هيكل حمض البروبانويك لويس: الرسم والشروحات التفصيلية

في هذه المقالة سوف نتعرف على هيكل لويس حمض البروبانويك وخصائصه الكيميائية وإنتاجه وتطبيقاته. حمض البروبانويك مركب عضوي عديم اللون وشبه متطاير ...