هيكل لويس PCl3: الرسومات ، والتهجين ، والشكل ، والشحنات ، والاقتران ، والحقائق التفصيلية


في هذه المقالة ، يجب أن نناقش نوبة هيكل PCl3 lewis والمزيد من الحقائق. لنبدأ المقال بحقائق مهمة حول PCl3.

في هيكل PCl3 لويس. حالة الأكسدة المركزية P هي +3. لذلك ، هنا P فقط ثلاث روابط حيث يوجد إلكترونان كزوج وحيد. المركز P هو sp3 مهجن والزوج الوحيد يقع في أحد المدارات الهجينة. لذلك ، يمكن التبرع بهذا الزوج الوحيد بسهولة ويمكن أن يتصرف كقاعدة لويس. لكن حموضة لويس تنخفض بسبب ربط ثلاث ذرات Cl كهربية سلبية.

يمكنه قبول الإلكترونات في مداره d الشاغر ويتصرف أيضًا كحمض لويس. زاوية الرابطة لهيكل لويس PCl3 أقل من 1090، بسبب تجنب التنافر بين أزواج وحيدة من ذرات P و Cl. في الكيمياء العضوية المعدنية ، يتم استخدام PCl3 باعتباره يجند π حامضيًا ويمكنه تثبيت حالة الأكسدة المنخفضة للمعدن.

بعض الحقائق التفصيلية عن PCl3

PCl3 في حالته الفيزيائية هو سائل دخان يكون عديم اللون إلى الأصفر في بعض الأحيان. رائحة ثلاثي كلوريد الفوسفور كريهة مثل حمض الهيدروكلوريك. الكتلة المولية لـ PCl3 هي 137.33 جم / مول. كثافة الجزيء 1.574 جم / سم3. نقطة الانصهار ونقطة الغليان لـ PCl3 هي 179.6 كلفن و 349.2 كلفن على التوالي.

طريقة الصناعة لتحضير PCl3 هي تفاعل مع غاز الكلور مع الفوسفور الأبيض. يتم استخدام PCl3 كمذيب هنا ويتم إزالة PCl3 لتجنب تكون PCl5.

P4 + 6 سل2 → 4 PCl3

في 31P NMR ، يُظهر الجزيء إشارة مفردة حول +220 جزء في المليون مع مرجع H3PO4.

يمكن أن يتصرف PCl3 كعامل مؤكسد وكذلك عامل مختزل. يمكن أن يعمل ككهربائي بسبب نقص الإلكترونات في المركز P.

3 PhOH + PCl3 → P (OPh)3 + 3 حمض الهيدروكلوريك

PCl3 + 3 إتوه + 3 ر3N → P (OEt)3 + 3 ر3NH+Cl-

يمكن أن يتفاعل مع كاشف Grignard لإعطاء ylide الفوسفور.

3 PhMgBr + PCl3 → دكتوراه3P + 3 مغبركل

يعمل PCl3 أيضًا باعتباره محبًا للنواة في العديد من التفاعلات العضوية.

PCl3 + RCl + AlCl3 → RPCl+3 + AlCl-4

كيفية رسم هيكل لويس لـ PCl3؟

لرسم بنية PCl3 lewis ، نحتاج إلى اتباع قاعدة الثمانيات ، نظرًا لأن P هو عنصر الكتلة p ، يجب أن يتبع قاعدة الثمانيات. بعد رسم بنية PCl3 lewis ، يمكننا حساب أزواج الروابط والأزواج المنفردة والخصائص التساهمية الأخرى لهيكل PCl3 lewis.

هيكل PCl3 لويس
هيكل PCl3 لويس

خطوة 1 - في الخطوة الأولى من بنية PCl3 lewis ، يجب أن نحسب إلكترونات التكافؤ لجزيء PCl3 ونجمعها معًا. يوجد نوعان من الذرات P و Cl. لذلك ، نحسب بشكل فردي إلكترونات التكافؤ لـ P وكذلك Cl. P هي المجموعة 15th عنصر VA. إنه ينتمي إلى عائلة N ، لذا فهو يحتوي على خمسة إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص به.

مرة أخرى ، Cl هو عنصر group17th VIIA وينتمي إلى عائلة F. Cl هو هالوجين ومن التكوين الإلكتروني ، يمكننا القول أنه يحتوي على سبعة إلكترونات في غلاف التكافؤ. توجد ثلاث ذرات Cl ، لذا فإن إجمالي إلكترونات التكافؤ لهيكل PCl3 lewis هو 5+ (7 * 3) = 26 إلكترونًا.

الخطوة2 - الآن في 2nd الخطوة نختار الذرة المركزية لهيكل PCl3 lewis. P أقل كهرسلبية وفقًا لصيغة هيكل لويس ، P هي الذرة المركزية هنا. توجد ثلاث ذرات Cl في المواقع المحيطة بذرات P.

خطوة 3 - الآن يجب أن نتحقق من قاعدة الثمانيات هنا. كل من P و Cl هي عناصر كتلة p. لذا ، يجب أن يتبعوا قاعدة الثمانيات. وفقًا لقاعدة الثمانيات ، يجب أن يكمل عنصر الكتلة p مدار التكافؤ بثمانية إلكترونات حيث يمكن أن يتراكم المدار p بحد أقصى ستة إلكترونات ويحتوي المدار s على إلكترونين كحد أقصى. لذلك ، فإن الإلكترونات اللازمة لـ ثماني بتات كاملة في PCl3 لويس الهيكل 4 * 8 = 32 إلكترون. لكن إلكترونات التكافؤ المتاحة لهيكل لويس PCl3 هي 26 إلكترونًا.

لذلك ، تتطلب الإلكترونات 32-26 = 6 إلكترونات. سوف تتراكم هذه الإلكترونات الستة بواسطة الروابط 6/6 = 2. لذلك ، في بنية PCl3 lewis ، سيكون هناك 3 سندات على الأقل مطلوبة.

خطوة 4 - نقوم الآن بتوصيل جميع الذرات في بنية PCl3 lewis عبر العدد المطلوب من الروابط. نقوم بتوصيل ثلاث ذرات Cl مع ذرة P مركزية مع ثلاث روابط سيجما أكمل ثماني بتات في بنية PCl3 lewis.

خطوة 5 - في الخطوة الأخيرة ، نتحقق مما إذا كانت جميع الذرات في بنية PCl3 lewis راضية عن الثماني أم لا. بعد تكوين الرابطة المفردة المتتالية ، إذا كان من الضروري عدم اكتمال الثماني ، فإننا نضيف روابط متعددة بين الذرات. في بعض الأحيان نضيف الأزواج الوحيدة الموجودة في إلكترونات التكافؤ ولكنها لا تشارك في تكوين الرابطة. يحتوي P على خمسة إلكترونات في غلاف التكافؤ وشكل فقط ثلاث روابط مع ثلاثة إلكترونات ، لذا فإن يوجد الإلكترونان الباقيان كزوج وحيد فوق P. ذرة.

يحتوي Cl على سبعة إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص به ولكنه شكل رابطة واحدة فقط مع ذرة P وتوجد بقية الإلكترونات الستة في شكل ثلاثة أزواج من أزواج وحيدة فوق ذرات Cl.

شكل هيكل لويس PCl3

يعتمد شكل بنية PCl3 lewis على عدد إلكترونات التكافؤ بواسطة نظرية VSEPR ، أو بناءً على التهجين ، يتم تحديد الشكل. يؤثر عدد أزواج الروابط والأزواج المنفردة أيضًا على شكل الجزيء. شكل هيكل PCl3 lewis حول وسط P هو هرمي ثلاثي الزوايا مع زوج واحد من الأزواج الوحيدة.

شكل PCl3

إجمالي عدد الإلكترونات لبنية لويس PCl3 هو 5 + 3 = 8. وفقًا لنظرية VSEPR (تنافر زوج الإلكترونات من Valence Shell) ، إذا كان عدد الإلكترون لأي AX3 سيكون جزيء النوع ثمانية وتحتوي الذرة المركزية على زوج وحيد ثم يصبح الشكل هرميًا مثلثًا بدلاً من رباعي السطوح. هندسة الجزيء هي رباعي السطوح ولكن شكل الجزيء هرمي ثلاثي الزوايا حيث لا يعتبر الزوج الوحيد في شكل الجزيء.

لذلك ، شكل هيكل PCl3 lewis هو هرمي مثلث ، في الواقع ، بسبب تجنب تنافر الأزواج المنفردة ، يتخذ الجزيء هذا النوع من الشكل جنبًا إلى جنب مع زاوية الرابطة.

PCl3 lewis هيكل أزواج وحيدة

الأزواج الوحيدة من بنية PCl3 lewis هي الأزواج الوحيدة الكلية فوق الذرات الأربع. يحتوي كل من P و Cl على أرقام مختلفة من الأزواج المنفردة ، لذلك نقوم بحساب الأزواج المنفردة وإضافتها معًا للحصول على عدد الأزواج المنفردة لهيكل PCl3 lewis.

PCl3 أزواج وحيدة

في بنية PCl3 lewis ، تحتوي ذرة P المركزية على خمسة إلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص بها. هذا يعني أنه يمكنه استخدام تلك الإلكترونات الخمسة في تكوين الرابطة. ولكن لا يوجد سوى ثلاثة روابط سيجما موجودة بين P وثلاث ذرات Cl في بنية PCl3 lewis. لذلك ، يصنع P ثلاثة أزواج روابط عبر مشاركة الإلكترونات مع ثلاث ذرات Cl. الآن لا يشارك باقي الإلكترونين الموجودين في غلاف التكافؤ في تكوين الرابطة. تساهم هذه الإلكترونات في قاعدة الثمانيات. يوجد هذان الإلكترونان كزوج وحيد فوق ذرة P.

الآن لثلاث ذرات Cl المحيطة بها سبعة إلكترونات لكل منها لقشرة التكافؤ. ولكن في بنية PCl3 lewis ، ينشئ Cl واحدًا رابطة واحدة فقط مع ذرة P عن طريق مشاركة إلكترون واحد فقط من مداره الخارجي. لذلك ، فإن الإلكترونات الستة المتبقية التي لا تشارك في تكوين الرابطة ولكنها تشارك في إكمال الثماني توجد على شكل ثلاثة أزواج من أزواج وحيدة فوق كل ذرة Cl.

لذلك ، في بنية PCl3 lewis ، يكون العدد الإجمالي لأزواج الفصوص المتاحة 2+ (3 * 2) = 8 أزواج من الأزواج الوحيدة.

رسوم PCl3 lewis الهيكلية الرسمية

هيكل PCl3 lewis محايد ولكن إذا كان هناك أي شحنة تظهر على الذرة الفردية ، فيجب حسابها من خلال الشحن الرسمي. الشحنة الرسمية هي مفهوم افتراضي حيث نفترض نفس الكهربية لذرات P و Cl في بنية PCl3 lewis.

الصيغة التي يمكننا استخدامها لحساب الرسوم الرسمية لهيكل PCl3 lewis هي ، FC = Nv - نليرة لبنانية -1/2 نبي بي

حيث نv هو عدد الإلكترونات في غلاف التكافؤ أو المدار الخارجي ، Nليرة لبنانية هو عدد الإلكترونات في الزوج الوحيد ، و Nبي بي  هو العدد الإجمالي للإلكترونات التي تشارك في تكوين الرابطة فقط.

نظرًا لاختلاف البيئة وطبيعة الترابط بين P و Cl ، فإننا نحسب الرسوم الرسمية الفردية لذرات P و Cl.

الشحنة الرسمية لـ P هي ، 5-2- (6/2) = 0

الشحنة الرسمية لـ Cl هي ، 7-6- (2/2) = 0

من حساب الشحنة الرسمية لهيكل PCl3 lewis ، يمكننا القول أنه لا توجد شحنة تظهر للذرات الفردية والجزيء محايد.

PCl3 لويس هيكل الثماني حكم

في بنية PCL3 lewis ، يعتبر كل من P و Cl من عناصر كتلة p لذا يجب عليهم اتباع قاعدة الثمانيات. وفقًا لقاعدة الثمانيات لعنصر كتلة p ، يجب أن تكمل كل ذرة غلاف التكافؤ بثمانية إلكترونات.

PCl3 ثماني

التكوين الإلكتروني لـ P هو [Ne] 3s23p3. P هي المجموعة 15th عنصر VA. يحتوي المداران 3s و 3 p على خمسة إلكترونات ويتطلبان ثلاثة إلكترونات أخرى في مدار 3p لإكمال الثماني. لذلك ، يصنع P ثلاثة روابط مع ثلاثة إلكترونات غير مقترنة من الغلاف 3p ويشترك في إلكترون واحد من ثلاث ذرات Cl ، وبهذه الطريقة يكتمل الغلاف 3p لـ P عبر ستة إلكترونات ويوجد إلكترونان بالفعل في غلاف 3s كزوج وحيد. لذلك ، يكمل P ثماني بتات من خلال تكوين ثلاث سندات.

الآن Cl هي المجموعة 17th عنصر VIIA. التكوين الإلكتروني هو [Ne] 3s23p5. لذلك ، لديها سبعة إلكترونات في قذائف التكافؤ 3s و 3 p. لذلك ، يحتاج Cl إلى إلكترون آخر في مداره 3p لإكمال ثماني بتات. الآن كل ذرة Cl تصنع رابطة سيجما مع p من خلال مشاركة إلكترون واحد وإكمال مدارها 4p بستة إلكترونات. الآن ، يحتوي Cl على ثمانية إلكترونات من بين اثنين متورطين في زوج السندات والباقي من ستة إلكترونات متورطة في الزوج الوحيد.

لذلك ، في بنية PCl3 lewis ، يكمل كل من P و Cl ثماني بتاتهما.

صدى هيكل لويس PCl3

في PCl3 هيكل لويس، يحدث إلغاء تحديد موقع الإلكترون بين الهياكل العظمية المختلفة لـ PCL3 عن طريق الرنين. يتم توزيع السحابة الإلكترونية فوق P وعدم تحديد موقعها لأن الزوج الوحيد موجود في أحد المدارات الهجينة.

تراكيب الرنين PCl3

جميع الهياكل الثلاثة هي الهياكل الرنانة المختلفة لهيكل PCl3 lewis. الهيكل الثاني هو الهيكل الأكثر مساهمة في جميع الهياكل الرنانة. لأن الهيكل II هو الأكثر استقرارًا ، حيث يوجد المزيد من الروابط التساهمية والشحنة السالبة موجودة فوق ذرة Cl الكهربية والشحنة الموجبة فوق ذرة P الموجبة للكهرباء. البنية III هي بنية أقل مساهمة أو أقل استقرارًا لأن الشحنة الموجبة موجودة على ذرات Cl الكهربية ، وهو عامل مزعزع للاستقرار.

تهجين PCl3

في بنية PCl3 lewis ، يكون P موجبًا للكهرباء و Cl كهربيًا ، لذا فإن طاقتهم المدارية مختلفة وفي ظل الحالة العادية ، لا يمكنهم تكوين رابطة. لذلك ، يخضعون للتهجين لتشكيل عدد متساوٍ من المدارات الهجينة إلى عدد متساوٍ من المدارات الذرية مختلطة. هذه المدارات الهجينة ذات طاقة مكافئة. في بنية PCl3 lewis ، يخضع المركز P ل sp3 التهجين عن طريق خلط مدارات ذرية واحدة s وثلاثة p.

استخدمنا الصيغة للتنبؤ بتهجين بنية PCl3 lewis ،

H = 0.5 (V + M-C + A) أين H = قيمة التهجين ، V هو عدد إلكترونات التكافؤ في الذرة المركزية, M = ذرات أحادية التكافؤ محاطة, ج = لا. الكاتيون ، أ = لا. من الأنيون.

إلكترونات التكافؤ لـ P في بنية لويس PCl3 هي 5 وهناك ثلاث ذرات Cl المحيطة موجودة.

لذلك ، فإن وضع تهجين P المركزية في بنية PCl3 lewis هو 5 + 3 = 8 (sp3)

الهيكلية       قيمة التهجين  حالة تهجين الذرة المركزية    زاوية السندات
خطي        2sp / sd / pd         1800
مخطط ثلاثي الزوايا    3sp2          1200
رباعي السطوح         4sd3/ س3        109.50
ثلاثي الزوايا ثنائي الهرمية5 sp3د / دسب3          900 (محوري) ، 1200(استوائي)
ثماني السطوح       6sp3d2/ د2sp3       900
خماسي ثنائي الهرمي7sp3d3/d3sp3         900، 720

              

لذلك ، من جدول التهجين ، من الواضح أنه إذا كان عدد المدارات المشاركة في التهجين يساوي 4 ، فيجب أن تكون الذرة المركزية sp3 مهجن.

دعونا نفهم تهجين بنية PCl3 lewis بالتفصيل.

تهجين PCl3

من المخطط المربع لهيكل PCl3 lewis ، من الواضح أن الزوج الوحيد فوق P متورط أيضًا في التهجين ويقع في أحد المدارات الهجينة. لذلك ، يمكن التبرع بالزوج الوحيد بسهولة وزيادة أساسيات لويس لـ PCl3.

تساهم ثلاث ذرات Cl بإلكترون واحد في P وتشكل رابطة عبر sp3 تهجين.

PCl3 قطبي أو غير قطبي

من شكل هيكل لويس PCL3 ، يمكننا القول إنه جزيء غير متماثل وهناك فرق كبير في القدرة الكهربية بين ذرات P و Cl. لذا فإن PCl3 هو جزيء قطبي.

يحدث التدفق ثنائي القطب الإلكتروني من P موجب كهربائي إلى ذرات Cl الكهربية. بسبب الشكل غير المتماثل للجزيء ، هناك عزم ثنائي القطب الناتج في بنية PCl3 lewis. مما جعل الجزيء قطبيًا.

يستخدم PCl3

يمكن استخدامه

  • مضافات البنزين
  • تشطيب المنسوجات
  • صنع المبيدات
  • الروابط العضوية المعدنية
  • قاعدة لويس
  • عامل مؤكسد واختزال

في الختام

PCl3 هي قاعدة لويس ويمكن أن تعمل كمحب للنيوكليوفيل أيضًا. يمكن استخدامه كعامل مساعد في العديد من التفاعلات العضوية. نظرًا لتجنب تنافر الأزواج المنفردة ، تكون زاوية رابطة Cl-P-Cl أقل من 1090.

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