هيكل لويس POCl3: الرسومات والتهجين والشكل والرسوم والزوج والحقائق التفصيلية

أوكسي كلوريد الفوسفوريل هو الشكل الكامل لصيغة POCl3 والمعروف أيضًا باسم كلوريد الفوسفوريل.

يحتوي أوكسي كلوريد الفوسفوريل على ذرات الكلور والفوسفور والأكسجين في تركيبته. إنه محلول سائل عديم اللون. لها رائحة لاذعة. استنشاقه شديد السمية للبشر. اسم IUPAC لكلوريد الفوسفوريل هو فوسفوريل ثلاثي كلوريد. دعونا نناقش هيكل POCl3 lewis بالتفصيل.

كيفية رسم هيكل لويس لـ POCl3؟

الصيغة الكيميائية لأوكسي كلوريد الفوسفوريل هي POCl3.

الوزن الجزيئي لـ POCl3 هو 153.33 جم مول -1.

POCl3 لها الهندسة الجزيئية رباعي السطوح.

تهجين POCl3 هو sp³.

POCl3 لها طبيعة قطبية.

يتكون جزيء أوكسي كلوريد الفوسفوريل (POCl3) من ثلاثة عناصر بشكل أساسي مثل ذرات فوسفور واحد (P) وأكسجين واحد (O) وثلاث ذرات كلور (Cl3) في بنية. POCl3 لويس يتكون الهيكل من 3 روابط مفردة مرتبطة بثلاث ذرات كلور ورابطة مزدوجة مع 3 ذرة أكسجين تحيط بذرة الفوسفور المركزية. يوجد زوجان وحيدان من الإلكترونات على ذرة الأكسجين وثلاثة إلكترونات وحيدة موجودة على ذرات الكلور.

الأول هو حساب إجمالي إلكترونات التكافؤ الموجودة على جزيء POCl3 لتحديد POCl3 هيكل لويس. الآن ، احسب إلكترونات التكافؤ على كل ذرة موجودة في بنية POCl3 ، أي إلكترونات التكافؤ الموجودة في ذرة أكسجين واحدة ، وفسفور وثلاث ذرات كلور موجودة في جزيء POCl3.

لحساب إلكترونات التكافؤ لأي عنصر ، ما عليك سوى التحقق من موضعه في مجموعات الجدول الدوري. نظرًا لوجود ذرة الفوسفور في المجموعة الخامسة عشرة من الجدول الدوري ، فإن ذرة الأكسجين موجودة في المجموعة السادسة عشرة من الجدول الدوري وذرة الكلور في المجموعة السابعة عشرة من الجدول الدوري.

لذلك ، 5 إلكترونات تكافؤ على ذرة P ، 6 إلكترونات تكافؤ على ذرة O و 7 إلكترونات تكافؤ على ثلاث ذرات Cl.

ومن ثم ، فإن إجمالي إلكترونات التكافؤ على الفوسفور = 5 × 1 (P) = 5

             إجمالي إلكترونات التكافؤ على الأكسجين = 6 × 1 (O) = 6

              إجمالي إلكترونات التكافؤ على الكلور = 7 × 3 (Cl3) = 21

لذلك ، إجمالي إلكترونات التكافؤ لهيكل لويس POCl3 = 5 (P) + 6 (O) + 7 × 3 (Cl3) = 32

الآن الثاني هو تحديد العنصر الذي يحتوي على أدنى قدر من الكهربية لجزيء POCl3 ووضع العناصر ذات القدرة الكهربية الأقل في الموضع المركزي بينما رسم هيكل POCl3 لويس. لأنهم يستطيعون مشاركة إلكتروناتهم بحرية أكبر مع الذرات أو العناصر المجاورة المجاورة.

في جزيء POCl3 هذا ، تمتلك ذرة الفوسفور 2.19 كهرسلبية ، وذرة الأكسجين لها كهرسلبية 3.44 وذرة الكلور لها 3.16 كهرسلبية.

من بين جميع العناصر الثلاثة ، تمتلك ذرة الفوسفور أدنى كهرسلبية ، وبالتالي فهي تنتقل إلى الموضع المركزي في هيكل POCl3 لويس ويبقى أكسجين وثلاثة كلور محاطًا بذرة فوسفور مركزية.

النقطة الثالثة هي ربط جميع العناصر أو الذرات مع بعضها البعض عن طريق الترابط في هيكل POCl3 lewis. في POCl3 يمكننا عمل نوعين من الترابط مع التوزيعات المختلفة لأزواج الإلكترون المنفردة على ذرة الأكسجين. يوجد دائمًا زوج رابطة واحد مع الفوسفور والكلور في كل من هياكل POCl3 lewis التالية.

لذلك ، علينا رسم ثلاث روابط تساهمية مفردة مع ثلاث ذرات كلور. ولكن يمكننا رسم رابطة مفردة أو مزدوجة مع ذرة الفوسفور وذرة الأكسجين في هيكل لويس POCl3. لذلك ، علينا أن نرسم إما رابطة تساهمية مفردة أو رابطة مزدوجة مع الفوسفور والأكسجين.

يمكن أن ترسم الرابطة التساهمية المفردة إذا وضعنا ثلاثة أزواج من الإلكترونات المنفردة على الأكسجين ويمكن للروابط المزدوجة أن ترسم إذا وضعنا زوج إلكترون منفرد على الأكسجين. يعني أن الشحنة الرسمية على الأكسجين تنخفض عند سحب الرابطة المزدوجة.

الآن علينا حساب وجود إلكترونات التكافؤ على POCl3 هيكل لويس. يوجد إلكترونان موجودان في كل من الروابط التساهمية الفردية P-Cl و PO. ولكن هناك إزاحة لزوج واحد من الإلكترون لتكوين رابطة مزدوجة بها أربعة إلكترونات مرتبطة في رابطة مزدوجة واحدة P = O.

لذلك ، يوجد إجمالي 32 إلكترونًا تكافؤًا في POCl3 هيكل لويس وعلينا إيجاد أزواج إلكترون كاملة. فقط قسّم هذه القيمة على 2 لدينا.

إجمالي أزواج الإلكترون لـ POCl3 = إجمالي إلكترونات التكافؤ / 2

إجمالي زوج الإلكترون لـ POCl3 = 32/2 = 16

إذن ، لدينا إجمالي ستة عشر إلكترونًا أزواج على هيكل POCl3 لويس.

مزيد من المعلومات حول حقائق عن cr2o3 + al: ماذا وكيف تتوازن

POCl3 لويس هيكل قاعدة الثمانية

في POCl3 ، تريد ذرة الكلور إلكترون تكافؤ واحد فقط لإكمال ثماني بتاتها. لذلك يمكن أن تشترك في إلكترون واحد مع ذرة الفوسفور. لذلك ، تشكل ثلاث روابط مفردة بين ذرة الفوسفور وذرة الكلور.

بعد تكوين ثلاث روابط P-Cl مع الكلور ، احتفظت ذرة الفوسفور بإلكترونين آخرين من إلكترونات التكافؤ غير المشتركة حيث شاركت بالفعل ثلاثة إلكترونات مع ذرة الكلور من إجمالي إلكتروناتها الخمسة. كما تطلبت ذرة الأكسجين إلكترونين إضافيين من التكافؤ لإكمال ثماني بتاتها.

لذلك ، تشارك الفوسفور ثلاثة إلكترونات مع الكلور من أصل إلكتروناته الخمسة الآن ، هناك ثمانية إلكترونات تكافؤ تحتوي ذرة الفوسفور في غلافها الخارجي. ولكن حيث أن ذرة الفوسفور تنتمي إلى 15^th من الجدول الدوري ، يمكنه بسهولة مشاركة جميع إلكترونات التكافؤ الخمسة مع عناصر أخرى لتشكيل بنية مستقرة.

في جزيء POCl3 هذا ، سيتبرع الفوسفور بسهولة بإلكتروناته المتبقية مع ذرة الأكسجين عن طريق تكوين روابط مزدوجة. لذلك ، هناك روابط مزدوجة P = O تتكون بين ذرات الأكسجين والفوسفور ، لذلك كل شيء عناصر مكتملة الآن ثماني بتات. ومن ثم ، شكلت ذرة P الوسطى 3 روابط تساهمية مفردة مرتبطة بثلاث ذرات كلور ورابطة مزدوجة واحدة مرتبطة بذرة أكسجين واحدة.

رسوم POCl3 lewis الرسمية

إذا كانت الذرات في أي هيكل لويس له رسوم رسمية منخفضة ثم يكون مخطط هيكل لويس أكثر استقرارًا. الصيغة لحساب أي شحنة رسمية للذرات في مخطط لويس هي كما يلي:

الشحنة الرسمية = (إلكترونات التكافؤ - زوج وحيد من الإلكترونات - ½ إلكترونات مرتبطة)

أولا احسب الرسمية الشحنات على جميع ذرات الكلور الثلاث لهيكل POCl3 lewis. تحتوي جميع ذرات الكلور الثلاث على زوج وحيد وإلكترونات زوج رابطة واحدة ، لذلك يمكننا حساب الشحنة الرسمية لذرة كلور واحدة أيضًا.

ذرة الكلور: إلكترونات التكافؤ على الكلور = 07

                       إلكترونات زوج وحيد على الكلور = 06

                       ربط الإلكترونات بالكلور = 2 (رابطة واحدة)

الشحنة الرسمية على الكلور = (7 - 6 - 2/2) = 0

لذا ، كل ذرات الكلور الثلاث ليس لها أي شحنة رسمية.

ذرة الفوسفور: إلكترون التكافؤ على ذرة الفوسفور المركزية = 05

                                   إلكترونات الزوج الوحيد على ذرة الفوسفور المركزية = 00

                                       الإلكترونات الرابطة حول ذرة الفوسفور المركزية = 8 (روابط مفردة 3 مع Cl)

الشحنة الرسمية على الفوسفور = (05 - 0 - 8/2) = +1

ومن ثم ، فإن ذرة الفوسفور المركزية لـ POCl3 هيكل لويس لديه +1 تهمة رسمية.

ذرة الأكسجين: إلكترونات التكافؤ على الأكسجين = 06

                         إلكترونات زوج وحيد على الأكسجين = 06

                         ربط الإلكترونات بالأكسجين = 2 (رابطة مزدوجة واحدة)

الشحنة الرسمية على الأكسجين = (6 - 6 - 2/2) = -1

إذن ، ذرة الأكسجين لها -1 شحنة رسمية.

وبالتالي ، فإن POCl3 لديها شحنة +1 على ذرة الفوسفور و -1 شحنة على ذرة الأكسجين ولكن لا توجد شحنة على ذرات الكلور ، وهذا النوع من بنية لويس التي تحتوي على روابط ليست مستقرة بطبيعتها ، وعلينا تقليل شحنة الأكسجين عن طريق تحويل الإلكترون الوحيد زوج لربط الزوج كما هو موضح في الصورة التالية.

POCl3 lewis هيكل أزواج وحيدة

يوجد إجمالي 16 زوجًا من الإلكترونات المنفردة في هيكل POCl3 lewis. يحتوي هيكل POCl3 lewis على أربع روابط مرتبطة بأكسجين واحد و 3 ذرات كلور. الآن يجب علينا فقط تحديد أزواج الإلكترونات الـ 12 المتبقية كزوج وحيد من الإلكترونات على هيكل POCl3 lewis.

كما نعلم بالفعل أن ذرات الكلور والفوسفور تنتمي إلى 3^rd فترة الجدول الدوري ويمكن أن تمتلك أكثر من ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ الخارجي. وبالمثل ينتمي الأكسجين إلى 2^nd فترة الجدول الدوري ولا تحتوي على أكثر من ثمانية إلكترونات في غلافها الخارجي الأخير.

دعونا نبدأ في تحديد إلكترونات الزوج الوحيد من الذرات الخارجية ، أي ذرة الأكسجين الواحدة وثلاث ذرات الكلور. لذلك ، تحتوي ذرات الأكسجين وثلاث ذرات الكلور على ثلاثة أزواج إلكترونية وحيدة ولا يحتوي الفوسفور على زوج إلكترون وحيد حيث أن جميع أزواج الإلكترونات الاثني عشر مشتركة بالفعل بين O و Cl.

شكل هيكل لويس POCl3

في بنية POCl3 lewis ، تحتوي ذرة الفوسفور المركزية على 4 روابط مع 4 ذرات أي 1 أكسجين و 3 ذرات كلور. يتم ترتيب جميع الذرات في هذا الموضع المحتمل مع بعضها البعض بحيث يمكنها تقليل قوى التنافر بين أزواج الرابطة الإلكترونية.

تخبر نظرية VSEPR أنه يمكن لأي جزيء أن يتبنى الهندسة لتقليل قوى التنافر أي في أي هيكل لويس إلكترونات زوج السندات من أي ذرة ليس لها تنافر إذا لم يكن هناك زوج إلكترون وحيد موجود. الصيغة العامة لجزيء POCl3 هي AX₄.

• شكل هيكل POCl3 لويس لها شكل رباعي السطوح وفقًا لهندستها الجزيئية حيث يتم ربط ذرة الفوسفور المركزية بأربع ذرات أخرى.

تهجين POCl3

الرقم المجسم هو قاعدة للعثور على تهجين أي بنية أو جزيء. POCl3 تهجين هيكل لويس يمكن تعيينه من خلال عدد ذرات الفوسفور المركزية.

الرقم المجسم هو مجموع العدد الإجمالي للذرات المرتبطة (المرفقة) بذرة مركزية وزوج وحيد من الإلكترونات الموجودة عليها.

العدد المجسم لـ POCl3 = (عدد العناصر أو الذرات المرتبطة بالفوسفور + ذرة الفوسفور زوج وحيد من الإلكترونات)

كما نرى هيكل لويس POCl3 أعلاه ، فإن ذرة الفوسفور المركزية مرتبطة بذرة أكسجين واحدة وثلاث ذرات كلور ، أي أربع روابط مع أربع ذرات وليس بها أزواج إلكترون وحيدة.

إذن ، الرقم الثابت POCl3 = 4 + 0 = 4

يحتوي هيكل POCl3 lewis على أربعة أرقام ستريكية بعد الحساب ، لذلك فهو في sp³ تهجين الفوسفور في هيكل POCl3.

صدى هيكل لويس POCl3

تُظهر بنية الرنين التباين في توزيع الإلكترون من هيكل إلى آخر. توجد بعض القواعد لرسم هيكل الرنين لأي مركب أو جزيء كيميائي أو لبنية لويس.

يحتاج جزيء الهيكل إلى روابط متعددة (رابطة مزدوجة / ثلاثية) ويجب أن يكون زوج إلكترون واحد على الأقل على ذرة مجاورة في الهيكل. إذا استوفت أي بنية هذه الشروط ، فيمكننا بسهولة رسم بنية الرنين لأي جزيء مع توزيع الإلكترونات والشحنات على الذرات في الجزيء.

بنية الرنين لجزيء POCl3 غير ممكنة لأنها ليست بنية مستقرة لتكوين الرنين. حيث أن ذرة الفوسفور لها روابط مزدوجة مع الأكسجين وثلاث روابط مفردة مع كل ذرة كلور. لذلك ، يحتوي الفوسفور على ثماني بتات ممتدة.

POCl3 قطبي أو غير قطبي

جزيء POCl3 هو جزيء قطبي لأنه يحتوي على توزيع غير متكافئ للإلكترونات في جميع أنحاء هيكله. يتكون جزيء POCl3 من روابط تساهمية ، أي أن رابطة أكسجين الفوسفور (PO) هي رابطة تساهمية ضعيفة إلى حد ما بطبيعتها ، كما أن روابط كلور الفوسفور (P-Cl) ذات طبيعة تساهمية معتدلة.

يمكن تحديد قطبية جزيء POCl3 عن طريق رسم خطوط تناظر من خلال بنية POCl3. يكون الجزيء قطبيًا إذا كان هناك خط واحد أو عدة خطوط متماثلة في الهيكل. حتى الجزيء يكون قطبيًا إذا لم يتم رسم خطوط تناظر من خلال الهيكل. لذا فإن جزيء POCl3 يفتقر إلى خط التناظر في بنيته.

إذا كانت روابط جزيئات POCl3 للذرة إما تساهمية أو أيونية في الطبيعة يمكن تحديدها من خلال اختلاف الكهربية بين الفوسفور والأكسجين وذرات الفوسفور والكلور. إذا كانت قيمة النتيجة من 0 إلى 1.6 ، فهذا يعني أنه رابطة تساهمية ، وإذا كانت القيمة من 1.8 إلى 3.0 فهذا يعني أنه رابطة أيونية وإذا كانت قيمة السند هي 1.7 بالضبط ، فهذا يعني أنه يحتوي على رابطة محايدة.

بالنسبة لجزيء POCl3 ، فإن 3.5 هي الكهربية للأكسجين و 2.19 هي الكهربية للفوسفور. لذلك ، فإن فرق الكهربية بين ذرة الفوسفور والأكسجين هو 1.3 مما يدل على أن الرابطة تساهمية إلى حد ما.

3.2 أيضًا هي كهرسلبية الكلور و 2.19 هي كهرسلبية الفوسفور وفرقها هو 1.0 مما يجعل الرابطة تساهمية إلى حد ما. لذلك ، يأتي هيكل POCl3 lewis تحت الجزيئات القطبية.

زاوية رابطة هيكل لويس POCl3

عندما نحدد الهندسة الجزيئية لجزيء POCl3 بمساعدة جدول AXN ، فإنه يُظهر أن الفوسفور ليس له زوج إلكترون وحيد ويشكل أربع روابط بأربع ذرات أي O وثلاث Cl ، وهو مشابه لـ AX4. هنا ، A = ذرة مركزية و X = عدد الروابط المكونة بذرة مركزية.

مثل POCl3 هيكل لويس لها شكل رباعي السطوح ، لذلك لديها زاوية رابطة 109.8 درجة على الرغم من أنها قد تكون مختلفة تمامًا بسبب الرابطة المزدوجة في جزيءها.

يستخدم POCl3

• أوكسي كلوريد الفوسفوريل هو مقدمة لـ N ، ثنائي كلوريد N-dimethyl phosphoramidic.
• من خلال التوليف الكيميائي متعدد المراحل ، يتحول الفسفوريل ثلاثي كلوريد إلى غازات الأعصاب. إنها البادئ بالأسلحة الكيميائية.
• يستخدم أوكسي كلوريد الفوسفور على نطاق واسع في تصنيع ثلاثي ألكيل وأريل أورثوفوسفات.
• في التنظير بالتبريد يستخدم POCl3 كمذيب.
• يستخدم POCl3 أيضًا في المواد الكيميائية الزراعية (غير مبيدات الآفات) ، ومثبطات اللهب ، والمواد الوسيطة ، ومساعدات المعالجة ، إلخ.
• يستخدم POCl3 في المختبرات لتفاعلات الجفاف المختلفة.
• في صناعات أشباه الموصلات ، يستخدم POCl3 أيضًا كمصدر للفوسفور السائل في إجراءات الانتشار.
• يلعب POCl3 أيضًا دورًا حيويًا في تحضير كاشف Vilsmeier حيث يتم استخدامه في تفاعل Vilsmeier-Haack.