هيكل وخصائص Na3N Lewis (13 حقائق كاملة)


Na3N أو نيتريد الصوديوم هو نيتريد ثلاثي لمركب فلز قلوي له وزن جزيئي قدره 82.97 جم / مول. الآن سنناقش نا3N بالتفصيل.

Na3يمكن اعتبار N على أنه جزيء أمونيا حيث يتم استبدال جميع ذرات H الثلاث بذرات الصوديوم الثلاث. ترتيب الجزيء مثل الأمونيا ، وهو جزء رباعي السطوح. تشارك أزواج N الوحيدة أيضًا في الهندسة وكذلك التهجين. يظهر باللون الأزرق الداكن.

يمكن تصنيعه عن طريق التحلل الحراري لـ NaNH2 أو رد فعل طبيعي بين ذرات الصوديوم والنيتروجين. في هذه المقالة ، دعونا نشرح الخاصية الجزيئية لـ NaN3 إلى جانب التهجين والذوبان والقطبية وزاوية الرابطة مع شرح مناسب في القسم التالي من المقالة.

1. كيفية رسم نا3هيكل N لويس

يمكن أن تعطينا بنية لويس فكرة مناسبة عن إلكترونات الترابط والتكافؤ والشكل وزاوية الرابطة. الآن نحاول رسم بنية لويس لـ Na3N في خطوات قليلة.

حساب العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ

تشارك الإلكترونات في تكوين المدارات التكافؤية والسندات لـ Na3N ، من ناحية أخرى ، يمكننا أن نقول أن كل من Na و N ساهمت بما مجموعه 8 إلكترونات تكافؤ للجزيء المسؤول عن الخاصية الكيميائية للجزيء.

اختيار الذرة المركزية

بعد حساب إجمالي إلكترونات التكافؤ ، نحتاج إلى اختيار الذرة المركزية للجزيء. يعد اختيار الذرة المركزية جزءًا مهمًا للغاية لأن جميع الذرات المحيطة بها متصلة بها. بناءً على الحجم والسلبية الكهربية ، نختار N كالذرة المركزية لـ Na3جزيء N.

إرضاء الثماني

يجب إرضاء كل ذرة في جزيء بعد تكوين الرابطة بإكمالها الثماني للوفاء بمدار التكافؤ واكتساب استقرار الغاز النبيل. لإكمال الثماني بتات ، يجب أن تشارك كل ذرة أو تأخذ عددًا مناسبًا من الإلكترونات في مدار التكافؤ. إجمالي الإلكترونات المطلوبة لكل ثماني بتات هي 14.

إرضاء التكافؤ

يجب أن تشكل كل ذرة عددًا متساويًا من الروابط مع تكافؤها. إلكترونات التكافؤ هي 8 والإلكترونات الثمانية ستكون 14 ، لذا يجب أن تكون الإلكترونات المتبقية 14-8 = 6 مصحوبة بـ 6/2 = 3 روابط. N لها تكافؤ مستقر 3 وتشكل 3 روابط مع ثلاث ذرات Na وكل Na تشكل رابطة واحدة مع N.

عيّن الأزواج المنفردة

سيكون هناك ما لا يقل عن ثلاث روابط موجودة في جزيء Na3N وبعد ذلك ، إذا تركت الإلكترونات ، فسيتم استخدامها في تكوين الرابطة (إذا لزم الأمر) أو توجد كأزواج وحيدة فوق ذرات معينة. يحتوي N فقط على زوج وحيد لأنه يحتوي على خمسة إلكترونات تكافؤ ويشكل ثلاثة روابط تشترك في ثلاثة إلكترونات.

2. نا3إلكترونات التكافؤ N

إلكترونات التكافؤ هي تلك الموجودة في المدار الأبعد والمسؤولة عن الخاصية الكيميائية للذرة. دعونا نحسب إلكترونات التكافؤ الموجودة لـ NaN3.

يُحسب العدد الإجمالي لإلكترونات التكافؤ ليكون 8 حيث تساهم الإلكترونات من ذرات 3 Na و 1 N أيضًا. لذا ، فإن إجمالي إلكترونات التكافؤ هو مجموع إلكترونات التكافؤ للذرات الفردية. علينا أن نحسب إلكترونات التكافؤ للذرات الفردية ثم نجمعها معًا.

  • التكوين الإلكتروني لـ Na هو [Ne] 3s1
  • إذن ، إلكترون التكافؤ لكل ذرة Na هو 1
  • التكوين الإلكتروني لـ N هو [He] 2s22p3
  • إذن ، التكوين الإلكتروني للذرة N هو 5
  • إذن ، إجمالي إلكترونات التكافؤ لـ NaN3 هي (1 * 3) + 5 = 8

3. نا3N lewis هيكل أزواج وحيدة

عدد الأزواج الوحيدة هو الإلكترونات المتبقية من إلكترونات التكافؤ لربط الإلكترونات المشاركة. دعونا نحسب أزواج Na الوحيدة3N.

مجموع الأزواج الوحيدة الموجودة فوق Na3N هو زوج واحد مما يعني أن إلكترونين منفصلين فقط وأن هذه الإلكترونات من مدار التكافؤ لـ N. لأن N لها 1 إلكترونات بما في ذلك مدار التكافؤ الخاص بها ويتم استخدام ثلاثة إلكترونات فقط في تكوين الرابطة ، لذلك توجد الإلكترونات المتبقية كزوج وحيد .

  • الصيغة التي يجب حسابها للأزواج المنفردة هي ، أزواج وحيدة = إلكترونات موجودة في مدار التكافؤ - الإلكترونات المشاركة في تكوين الرابطة
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق كل ذرة Na هي ، 1-1 = 0
  • الأزواج الوحيدة الموجودة فوق ذرة N هي 5-3 = 2
  • لذلك ، يحتوي N على زوج واحد فقط من الإلكترونات وهذا هو إجمالي الأزواج الوحيدة فوق NaN3 مركب.

4. NaN3 حكم لويس هيكل الثماني

بعد تكوين الرابطة ، يتم تطبيق قاعدة الثمانيات على الجزيء عن طريق إكمال مدار التكافؤ بعدد مناسب من الإلكترونات. دعونا نتحقق من ثماني بتات NaN3.

لإكمال الثمانيات ، يحتاج Na و N إلى واحد وثلاثة إلكترونات على التوالي لأن لديهم واحدًا وخمسة إلكترونات تكافؤ في مدار التكافؤ. لذا ، فإن إجمالي الإلكترونات المطلوبة للثمانية هي ، 6 + 8 = 14 لكن إلكترونات التكافؤ متوفرة عند 8 ، لذا فإن الإلكترونات المتبقية تملأ بالثمانية.

سيكون هناك 14-8 = 6 إلكترونات مشتركة بواسطة 6/2 = 3 روابط مطلوبة لـ NaN3 جزيء وكل Na يصنع رابطة واحدة مع N بهذه الطريقة يصنع N ثلاث روابط مفردة لإكمال ثماني بتات N و Na. لذلك ، من خلال مشاركة الإلكترونات ، كل ذرة في NaN3 أكملت تكافؤها المداري والثماني.

5. NaN3 شكل هيكل لويس

الشكل الجزيئي لـ NaN3 يتم تحديده من خلال نظرية VSEPR ووجود الذرات المركزية والذرات الأخرى. دعونا نتوقع شكل NaN3.

الشكل الجزيئي لـ NaN3 حول ذرة N المركزية هو هرمي مثلث يمكن تحديده من 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
نان3 الشكل الجزيئي

شكل الجزيء المنسق رباعي السطوح هو رباعي السطوح حيث يكون التنافر ضئيلًا للغاية ، ولكن إذا تم استبدال رابطة واحدة بأزواج وحيدة ، فسيتم تغيير الشكل إلى هرم ثلاثي الأضلاع مثل AX3جزيء من النوع E وفقًا لنظرية VSEPR (تنافر زوج الإلكترونات من Valence Shell) ، NaN3 اعتمد شكل هرمي ثلاثي الزوايا.

6. نا3زاوية هيكل لويس N

زاوية رابطة Na3يعتمد N على اتجاه ذرات N وثلاث ذرات Na في شكل هرمي ثلاثي الزوايا. دعونا نحسب زاوية رابطة Na3N.

تبلغ زاوية الرابطة Na-N-Na حوالي 1070، بسبب أزواج السندات الثلاثة وتنافر الزوج الوحيد ، يقلل الجزيء زاوية ارتباطه من القيمة المثالية 109.50. لقد انحرف شكل الجزيء عن الشكل المثالي للرباعي السطوح إلى الشكل الهرمي الثلاثي الزوايا ، لذلك تغيرت زاوية الرابطة أيضًا.

نان3 زاوية السندات
  • نحاول الآن دمج زاوية الرابطة النظرية مع قيمة زاوية الرابطة المحسوبة من تهجينها للذرة المركزية.
  • صيغة زاوية الرابطة وفقًا لقاعدة بينت هي COSθ = s / (s-1).
  • الذرة المركزية N هي sp3 مهجن ، لذا فإن حرف s هنا هو 1/4th
  • إذن ، زاوية الرابطة هي COSθ = {(1/4)} / {(1/4) -1} = - (1/3)
  • Θ = COS-1(-1/2) = 109.50
  • لكن شكل الجزيء يتغير وبالتالي تقل زاوية الرابطة أيضًا.
  • لذلك ، يتم حساب قيمة زاوية الرابطة والقيمة النظرية متساوية.

7. نا3الرسوم الرسمية لهيكل لويس

يوفر اتهام رسمي هو مفهوم افتراضي بافتراض تساوي الكهربية لجميع الذرات للتنبؤ بالشحنة. الآن نحسب الشحنة الرسمية لـ Na3N.

الشحنة الرسمية التي أظهرها Na3جزيء N يساوي 0 لأن الجزيء Na3N محايدة في الطبيعة. يتم تحييد الشحنة المتراكمة بواسطة الكاتيون وكذلك الأنيون تمامًا في هذا الجزيء. يتم تحييد ذرات Na الكهربية الإيجابية بواسطة ذرات النيتروجين الكهربية بواسطة شحنة التكافؤ.

  • يكون الجزيء محايدًا عند حساب الشحنة الرسمية بالصيغة ، الشحنة الرسمية = Nv - نليرة لبنانية -1/2 نبي بي
  • الشحنة الرسمية الموجودة على Naatom هي 1-0- (2/2) = 0
  • الشحنة الرسمية الموجودة فوق أيون اليوديد هي ، 5-2- (6/2) = 0
  • لذلك ، الشحنة الرسمية لـ Na و Nare 0 و 0 على التوالي ، وبالتالي فإن القيمة هي نفسها والصفر ، لذلك تحيد كل منهما الآخر ويجعل الجزيء محايدًا

8. نا3تهجين ن

تخضع الذرة المركزية N تهجين لأنه يحتوي على مدار مختلف من الطاقة المختلفة لتكوين رابطة تساهمية. دعونا نرى تهجين Na3N.

N هو sp3 مهجن حيث توجد أزواجها الوحيدة أحد المدارات المهجنة والتي يمكن تأكيدها من 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
  • يمكننا حساب التهجين بواسطة صيغة الاصطلاح ، H = 0.5 (V + M-C + A) ،
  • إذن ، تهجين المركز N هو ، ½ (5 + 3 + 0 + 0) = 4 (س3)
  • يشارك مداري واحد s وثلاثة مدارات p من N في التهجين.
  • الزوج الوحيد فوق N متورط في التهجين.

9. نا3الذوبان

تعتمد قابلية الذوبان للجزيء التساهمي على ميل الترابط H ومدى التفكك. دعونا نرى ما إذا كان نا3N قابل للذوبان في الماء أم لا.

Na3N قابل للذوبان في الماء لأن وجود ذرة N ذات حجم كهربي أصغر يمكن أن تكون قادرة على تكوين رابطة H مع الأزواج الوحيدة من جزيء الماء. أيضا ، الكاتيون نا+ يمكن أن يجذب جزيء الماء بقدراته الأيونية ويصبح ذائبًا في الماء.

بصرف النظر عن الماء نا3يمكن أن يكون N قابل للذوبان في المذيبات الأخرى التالية

  • لجنة علم المناخ4
  • CHCl3
  • DMSO
  • البنزين
  • التولوين

10. هل نا3N صلب أم سائل؟

معظم الجزيئات التساهمية لها طاقة تفاعلية أقل بين الذرات المكونة. الآن نرى ما إذا كان نا3N صلبة أو سائلة في الطبيعة.

Na3N هو جزيء تساهمي صلب لأن Van der Waal من حيث الجذب في الجزيء مرتفع جدًا ، لذلك توجد جميع الذرات على مقربة من بعضها البعض. في الشكل البلوري ، يوجد كمكعب حيث تُحاط كل ذرة Na بأربع ذرات N ، وكل ذرة N محاطة أيضًا بأربع ذرات Na.

في درجة حرارة الغرفة ، يظهر على شكل بلورة صلبة ذات لون بني محمر أو أزرق داكن.

11. هل نا3N قطبي أم غير قطبي؟

يُظهر الجزيء التساهمي كلاً من الأحرف القطبية وغير القطبية بناءً على الهندسة التي اعتمدوها. دعونا نرى ما إذا كان نا3N قطبية أو غير قطبية.

Na3N هو جزيء قطبي بسبب شكله الهرمي ، وهو غير متماثل. توجد ثلاثة أعمال تدفق ثنائي القطب من ذرة Na الكهربية إلى ذرات N الكهربية. ولكن لن يتم ملاحظة أي اتجاه معاكس لعزم ثنائي القطب بسبب الشكل الجزيئي وإظهار عزم ثنائي القطب الناتج.

نان3 عزم ثنائي الاقطاب

أيضًا ، فإن زاوية الرابطة بين Na و N تجعل الجزيء قطبيًا لاتجاهه.

12. هل نا3N الحمضية أم القاعدية؟

تعتمد الحموضة أو القاعدية على القدرة على التبرع بالبروتون أو الهيدروكسيد في المحلول المائي. دعونا نرى ما إذا كان نا3N حمضية أو قاعدية.

Na3N ليس حمضيًا ولا قاعديًا بطبيعته لأنه يتكون من تفاعل التعادل بين حمض واحد (حمض الهيدروكلوريك) ومركب قاعدي واحد (هيدروكسيد الصوديوم). لذلك ، ليس لها أي شخصية معينة. حتى أنه لا يحتوي على أي بروتون حمضي أو أيون هيدروكسيد.

ولكن يمكن التبرع بالزوج الوحيد فوق N نظرًا لوجود مدار مهجن لذلك يمكن تحديد موقعه ولهذا السبب ، يعمل كقاعدة لويس.

13. هل نا3N بالكهرباء؟

الطبيعة الإلكتروليتية للجزيئات التساهمية منخفضة عن الجزيئات الأيونية لأنها تنجذب بقوة ضعيفة. دعونا نرى ما إذا كان نا3N هو المنحل بالكهرباء أم لا.

Na3N هو إلكتروليت قوي لأنه يمكن أن يتفكك إلى جسيمين مشحونين للغاية Na+ وN3-. بسبب تكوين هذين النوعين من الأيونات في المحلول المائي ، يصبح المحلول مشحونًا أيضًا ويحمل الكهرباء بسهولة شديدة.

14. هل نا3N أيوني أو تساهمية؟

تعتمد طبيعة الترابط بين الذرة المركزية على التهجين أو قوة التفاعل القوية. دعونا نناقش ما إذا كان نا3N أيوني أو تساهمي.

Na3N أيوني قليلاً بطبيعته إلى جانب الطابع التساهمي لأنه لا يوجد جزيء أيوني نقي أو تساهمي بنسبة 100٪ اعتمادًا على نظرية الاستقطاب لحكم فاجان. يخضع N المركزي للتهجين مثل الجزيء التساهمي ولكن Na+ لديه إمكانات أيونية أعلى ، يمكن أن يكون جزءًا أنيونيًا مستقطبًا.

في الختام

Na3N هي قاعدة لويس غير عضوية حيث يمكن التبرع بالزوج الوحيد فوق N إلى مركز فقير الإلكترون والمشاركة في التفاعل المختلف. ليس لديها نقطة انصهار حتى في درجات الحرارة المرتفعة التي تتحلل إلى شكل عنصري أسود اللون.

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

رابط إلى هيكل MGS Lewis: الرسومات ، التهجين ، الشكل ، الشحنات ، الأزواج

هيكل MGS Lewis: الرسومات ، التهجين ، الشكل ، الشحنات ، الأزواج

MgS (كبريتيد المغنيسيوم) هو مركب غير عضوي يتكون من تفاعل بين ذرة الكبريت والمغنيسيوم. يوجد في مسحوق بلوري أبيض بكتلة مولارية 56.38 جم / مول ونقطة انصهار عالية ...