Muodollinen latauskaava, miten se lasketaan ja esimerkit



virallista maksua (CF) on se, joka on osoitettu molekyylin tai ionin atomiin, joka sallii sen rakenteiden ja kemiallisten ominaisuuksien selittämisen sen funktiona. Tämä käsite merkitsee kovalenssin enimmäismerkin huomioon ottamista linkissä A-B; eli elektronien pari jaetaan tasan A: n ja B: n välillä.

Ymmärtääkseen edellä esitetyn alemmassa kuvassa on esitetty kaksi atomia: yksi on merkitty kirjaimella A ja toinen kirjaimella B. Kuten voidaan nähdä, ympyröiden leikkauksessa muodostetaan linkki pari ":". Tässä heteronukleaarisessa molekyylissä, jos A: lla ja B: llä on samat elektronegativaatiot, pari ":" pysyy yhtä kaukana sekä A: lle että B: lle.

Koska kahdella eri atomilla ei voi olla identtisiä ominaisuuksia, pari ":" houkuttelee sitä, joka on enemmän elektronegatiivista. Tässä tapauksessa, jos A on enemmän elektronista kuin B, pari ":" on lähempänä A: ta kuin B: tä. Vastakkainen tapahtuu, kun B on enemmän elektronegatiivista kuin A, lähestyy nyt ":" a B.

Sitten, jotta muodolliset maksut osoitettaisiin sekä A: lle että B: lle, on otettava huomioon ensimmäinen tapaus (kuvan yläpuolella). Jos puhtaasti kovalenttinen sidos A-B rikki, tapahtuisi homolyyttinen hajoaminen, joka muodostaa vapaat radikaalit A · ja · B.

indeksi

  • 1 muodollisen rahdin käytön laadulliset edut
  • 2 Kaava ja sen laskeminen
    • 2.1 Laskelman muunnelmat rakenteen mukaan
  • 3 Esimerkkejä muodollisista veloituslaskelmista
    • 3.1 BF4- (tetrafluoriboraatti-ioni)
    • 3.2 BeH2 (berylliumhydridi)
    • 3.3 CO (hiilimonoksidi)
    • 3,4 NH4 + (ammoniumioni), NH3 ja NH2- (amidi-ioni)
  • 4 Viitteet

Laadulliset hyödyt muodollisen rahdin käytöstä

Elektronit eivät ole kiinteitä, kuten edellisessä esimerkissä, vaan ne kulkevat ja menetetään molekyylin tai ionin atomeilla. Jos kyseessä on diatomi-molekyyli, tiedetään, että pari ":" on jaettava tai vaeltava molempien atomien välillä; sama tapahtuu tyypin A-B-C molekyylissä, mutta monimutkaisemmalla.

Kuitenkin tutkimalla atomia ja olettaen, että sen joukkovelkakirjoissa on sata prosenttia kovalenssia, on helpompi selvittää, saavuttaako se tai menettää elektroneja yhdisteessä. Voit selvittää tämän voiton tai tappion vertaamalla perusarvoa tai vapaata tilaa sähköiseen ympäristöön.

Tällä tavoin on mahdollista määrittää positiivinen varaus (+), jos atomi menettää elektronin, tai negatiivisen varauksen (-), kun se päinvastoin saa elektronin (merkit on kirjoitettava ympyrän sisällä).

Siten vaikka elektroneja ei voida sijoittaa tarkasti, nämä muodolliset varaukset (+) ja (-) rakenteissa vastaavat useimmissa tapauksissa odotettuja kemiallisia ominaisuuksia.

Toisin sanoen atomin muodollinen varaus liittyy läheisesti sen ympäristön molekyyli- geometriaan ja sen reaktiivisuuteen yhdisteessä.

Kaava ja sen laskeminen

Ovatko muodolliset maksut mielivaltaisia? Vastaus on ei. Tätä varten elektronien vahvistus tai häviö on laskettava olettaen puhtaasti kovalenttiset sidokset, ja tämä saavutetaan seuraavan kaavan avulla:

CF = (atomiryhmän numero) - (sen muodostamien linkkien lukumäärä) - (ei-jaettujen elektronien lukumäärä)

Jos atomilla on CF, jonka arvo on +1, sille annetaan positiivinen varaus (+); ottaa huomioon, että jos CF: n arvo on -1, sinulle annetaan sitten negatiivinen varaus (-).

Voit laskea CF: n oikein seuraavasti:

- Etsi, missä ryhmässä atomi sijaitsee jaksollisessa taulukossa.

- Laske naapureidenne muodostamien linkkien lukumäärä: kaksoislinkit (=) ovat arvoltaan kaksi ja kolminkertaiset linkit ovat arvoltaan kolme (≡).

- Lopuksi lasketaan jakamattomien elektronien lukumäärä, jota voidaan helposti havaita Lewisin rakenteilla.

Laskelman muunnelmat rakenteen mukaan

Lineaarisen molekyylin A-B-C-D perusteella muodolliset varaukset kullekin atomille voivat vaihdella, jos esimerkiksi rakenne on nyt kirjoitettu seuraavasti: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B jne. Tämä johtuu siitä, että on atomeja, jotka jakavat enemmän elektroneja (muodostavat enemmän joukkovelkakirjoja) hankkivat positiivisen tai negatiivisen CF: n.

Joten mikä kolmesta mahdollisesta molekyylirakenteesta vastaa yhdistettä ABCD? Vastaus on: sellainen, jolla on yleensä pienimmät CF-arvot; myös se, joka määrittää negatiiviset varaukset (-) eniten elektronegatiivisille atomeille.

Jos C ja D ovat enemmän elektronegatiivisia kuin A ja B, niin silloin jakamalla enemmän elektroneja he saavat siis positiivisia virallisia maksuja (nähtynä mnemonismista).

Täten kaikkein stabiilin rakenteen ja energiatehokkaimman on C-A-B-D, koska tässä tapauksessa sekä C että B muodostavat vain yhden linkin. Toisaalta rakenne A-B-C-D ja ne, joissa C tai B muodostavat kaksi sidosta (-C- tai -D-), ovat epävakaampia.

Mikä kaikista rakenteista on epävakaa? A-C-D-B, koska paitsi C- ja D-muodot muodostavat kaksi linkkiä, mutta myös niiden negatiiviset muodolliset varaukset (-) ovat vierekkäin, mikä edelleen horjuttaa rakennetta.

Esimerkkejä muodollisista veloituslaskelmista

BF4- (tetrafluoriboraatti-ioni)

Booriatomia ympäröivät neljä fluoriatomia. Koska B kuuluu ryhmään IIIA (13), siinä ei ole jaettuja elektroneja ja se muodostaa neljä kovalenttista sidosta, sen CF on (3-4-0 = -1). Toisin kuin F, ryhmän VIIA elementti (17), sen CF on (7-6-1 = 0).

Ionin tai molekyylin varauksen määrittämiseksi riittää, kun lisäät sen muodostavien atomien yksittäiset CF: t: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

CF: llä B: llä ei kuitenkaan ole todellista merkitystä; eli korkein elektroninen tiheys ei ole tässä. Oikeastaan ​​tämä elektroninen tiheys jaetaan F: n neljään atomiin, mikä on paljon enemmän elektronegatiivista elementtiä kuin B.

beh2 (Berylliumhydridi)

Beryliumiatomi kuuluu ryhmään IIA (2), muodostaa kaksi sidosta ja puuttuu jälleen ei-jaettuja elektroneja. Näin ollen Be: n ja H: n CF: t ovat:

CFolla= 2-2-0 = 0

CFH= 1-1-0 = 0

Lataa BeH2= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (hiilimonoksidi)

Sen Lewisin rakenne voidaan esittää seuraavasti: C20: (vaikka sillä on myös muita resonanssirakenteita). Toistetaan CF-laskenta, tällä kertaa C: lle (alv-ryhmästä) ja O: sta (VIA-ryhmästä) meillä on:

CFC= 4-3-2 = -1

CFO= 6-3-2 = +1

Tämä on esimerkki, jossa muodolliset maksut eivät vastaa elementtien luonnetta. O on enemmän elektronegatiivista kuin C ja siksi sen ei pitäisi olla positiivinen.

Muut rakenteet (C = O ja. \ T (+)C-O-(-)) vaikka ne noudattavat johdonmukaista maksujen jakamista, ne eivät täytä oktettisääntöä (C: ssä on vähemmän kuin kahdeksan valenssielektronia).

NH4+ (ioniammonium), NH3 ja NH2- (amidi-ioni)

kun taas useampi elektroni jakaa N: n, positiivisempi on sen CF (ammoniumioniin asti, koska sillä ei ole energiaa, jotta se voisi muodostaa viisi sidosta).

Sovellettaessa myös laskelmia N: lle ammoniumionissa, ammoniakissa ja amiduro-ionissa, meillä on:

CF = 5-4-0 = +1 (NH4+)

CF = 5-3-2 = 0 (NH3)

Ja lopuksi:

CF = 5-2-4 = -1 (NH2-)

Toisin sanoen NH: ssa2- N: llä on neljä elektronia, joita ei ole jaettu, ja jakaa kaikki, kun se muodostaa NH: n4+. H: n CF: n arvo on 0 ja siksi niiden laskenta tallennetaan.

viittaukset

  1. James. (2018). Avainosaaminen: Miten lasketaan muodollinen maksu. Haettu 23. toukokuuta 2018 alkaen: masterorganicchemistry.com
  2. Tohtori Ian Hunt. Kemian laitos, Calgaryn yliopisto. Muodolliset maksut. Haettu 23. toukokuuta 2018 osoitteesta: chem.ucalgary.ca
  3. Muodolliset maksut. [PDF]. Haettu 23. toukokuuta 2018 osoitteesta: chem.ucla.edu
  4. Jeff D. Cronk. Muodollinen maksu. Haettu 23. toukokuuta 2018 osoitteesta: guweb2.gonzaga.edu
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 268-270.
  6. Shiver & Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia (Neljäs painos., Sivu 38). Mc Graw Hill.
  7. Monica Gonzalez (10. elokuuta 2010). Muodollinen lastaus. Haettu 23. toukokuuta 2018 alkaen: quimica.laguia2000.com