Ametlik koormusvalem, selle arvutamine ja näited



The ametlik tasu (CF) on see, mis on määratud molekuli või iooni aatomile, mis võimaldab seletada selle struktuure ja keemilisi omadusi selle funktsioonina. See mõiste eeldab kovalentsuse maksimaalse iseloomu arvestamist linkis A-B; see tähendab, et elektronide paar jagatakse võrdselt A ja B vahel.

Eespool toodud tähenduse mõistmiseks on kujutatud kaks aatomit: üks tähistatud tähtega A ja teine ​​tähega B. Nagu näha, moodustub ringide lõikumisel paariga link: ":". Selles heteronukleaarses molekulis, kui A-l ja B-l on samad elektronegatiivsused, jääb paar ":" nii A kui ka B-le võrdseks.

Kuna aga kahel erineval aatomil ei ole identseid omadusi, siis paar ":" on seotud sellega, mis on rohkem elektronegatiivne. Sel juhul, kui A on rohkem elektronegatiivne kui B, on paar ":" A-le lähemal kui B-le. Vastupidine on siis, kui B on rohkem elektronegatiivne kui A, läheneb nüüd ":" a B.

Seejärel tuleb formaalsete tasude määramiseks nii A kui ka B-le kaaluda esimest juhtumit (see, mis on pildi kohal). Kui puhtalt kovalentne side A-B katkes, tekiks homolüütiline lagunemine, tekitades vabad radikaalid A · ja · B.

Indeks

  • 1 Ametliku lasti kasutamise kvalitatiivne kasu
  • 2 Valem ja selle arvutamise viis
    • 2.1 Arvutuse muutused vastavalt struktuurile
  • 3 Näited ametlikest tasuarvutustest
    • 3.1 BF4- (tetrafluoroboraadi ioon)
    • 3.2 BeH2 (berülliumhüdriid)
    • 3.3 CO (süsinikmonooksiid)
    • 3,4 NH4 + (ammooniumioon), NH3 ja NH2- (amiidioon)
  • 4 Viited

Ametliku lasti kasutamise kvalitatiivsed eelised

Elektronid ei ole fikseeritud, nagu eelmises näites, kuid nad liiguvad ja kaovad molekuli või iooni aatomite poolt. Kui see on diatomaalne molekul, siis on teada, et paar ":" peab olema jagatud või eksima mõlema aatomi vahel; sama juhtub A-B-C tüüpi molekulis, kuid suurema keerukusega.

Aatomit uurides ja eeldades, et selle võlakirjades on sada protsenti kovalentsust, on lihtsam kindlaks teha, kas see kasuks või kaotab ühendis elektronid. Selle kasumi või kahjumi kindlakstegemiseks peate võrdlema oma baasväärtust või vaba staatust oma elektroonilise keskkonnaga.

Sel viisil on võimalik määrata positiivne laeng (+), kui aatom kaotab elektroni või negatiivse laengu (-), kui see vastupidi, saab elektroni (märgid peavad olema kirjutatud ringi sees).

Seega, kuigi elektrone ei ole võimalik täpselt paigutada, vastavad need formaalsed laengud (+) ja (-) struktuurides enamikul juhtudel eeldatavatest keemilistest omadustest..

See tähendab, et aatomi ametlik laeng on tihedalt seotud selle keskkonna molekulaarse geomeetriaga ja selle reaktiivsusega ühendis.

Valem ja selle arvutamise viis

Kas ametlikud maksud on omavoliliselt määratud? Vastus on ei. Selleks tuleb elektronide kasum või kaotus arvutada puhtalt kovalentsete sidemete eeldusel ja see saavutatakse järgmise valemi abil:

CF = (aatomite rühma number) - (moodustatud linkide arv) - (mitte jagatud elektronide arv)

Kui aatomil on CF väärtus +1, omistatakse sellele positiivne laeng (+); arvestades, et kui teil on CF väärtusega -1, omistatakse teile negatiivne tasu (-).

CF-i õigeks arvutamiseks tuleb järgida järgmisi samme:

- Leidke, millises rühmas on aatom perioodilises tabelis.

- Loendage oma naabritega loodud linkide arv: topelt lingid (=) on väärt kaks ja kolmekordsed lingid on väärt kolm (≡).

- Lõpuks loendage jagamata elektronide arv, mida saab hõlpsasti jälgida Lewise struktuuriga.

Arvutuse muutused vastavalt struktuurile

Arvestades lineaarset molekuli A-B-C-D, võivad iga aatomi ametlikud laengud varieeruda, kui struktuur on näiteks kirjutatud järgmiselt: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B jne. Seda seetõttu, et on aatomeid, mis jagavad rohkem elektrone (moodustades rohkem võlakirju) omandama positiivse või negatiivse CF-i.

Niisiis, mis kolmest võimalikust molekulaarsest struktuurist vastab ühendile ABCD? Vastus on: üks, millel on üldiselt madalaimad CF väärtused; ka see, mis määrab negatiivsed laengud (-) kõige elektroonegatiivsematele aatomitele.

Kui C ja D on rohkem elektronegatiivsed kui A ja B, siis saavad nad rohkem elektrone jagades positiivseid formaalseid tasusid (vaadeldes mnemonismireeglist).

Seega on kõige stabiilsem struktuur ja kõige soodsam on C-A-B-D, kuna sel juhul moodustavad nii C kui ka B ainult ühe lingi. Teisest küljest on struktuur A-B-C-D ja need, millel on C või B, moodustades kaks sidet (-C- või -D-), ebastabiilsemad.

Milline neist struktuuridest on kõige ebastabiilsem? A-C-D-B, sest mitte ainult C ja D moodustavad kaks linki, vaid ka nende negatiivsed formaalsed laengud (-) on üksteisega külgnevad, destabiliseerides veelgi struktuuri.

Näiteid ametlikest arvutustest

BF4- (tetrafluoroboraadi ioon)

Boori aatomit ümbritsevad neli fluori aatomit. Arvestades, et B kuulub gruppi IIIA (13), puudub puudub jagatud elektron ja moodustab neli kovalentset sidet, selle CF on (3-4-0 = -1). Erinevalt F-rühma VIIA elemendist (17) on selle CF (7-6-1 = 0).

Iooni või molekuli laengu määramiseks piisab, kui lisada üksikud CF-id, mis moodustavad selle: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

Kuid B-le ei ole tegelikku tähendust; see tähendab, et kõrgeim elektrooniline tihedus ei asu sellel. Tegelikult jagatakse see elektrooniline tihedus F-i neljale aatomile, mis on palju elektronegatiivsem element kui B.

BeH2 (Berülliumhüdriid)

Berülliumi aatom kuulub rühma IIA (2), moodustab kaks sidet ja puudub taas jagamata elektronid. Seega on Be ja H CF-d:

CFOle= 2-2-0 = 0

CFH= 1-1-0 = 0

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

CO (süsinikmonooksiid)

Selle Lewise struktuuri võib esindada kui: C20: (kuigi sellel on ka teisi resonantsstruktuure). CF-i arvutuse kordamine, seekord C-le (käibemaksugrupist) ja O-st (VIA-grupist), on meil:

CFC= 4-3-2 = -1

CFO= 6-3-2 = +1

See on näide, kus ametlikud tasud ei vasta elementide olemusele. O on rohkem elektronegatiivne kui C ja seetõttu ei tohiks see olla positiivne.

Muud struktuurid (C = O ja. \ T (+)C-O(-)), kuigi nad järgivad ühtset tasude jaotamist, ei vasta nad okteti reeglile (C-l on vähem kui kaheksa valentselektronit).

NH4+ (ioonammoonium), NH3 ja NH2- (amiidioon)

samal ajal kui rohkem elektroni jagavad N-d, on positiivsem selle CF (kuni ammooniumioonini, kuna sellel ei ole energiat, et moodustada viis sidet).

Rakendades ka N ammooniumioonis, ammoniaagis ja amiduroioonis tehtud arvutusi, on meil:

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

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

Ja lõpuks:

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

See tähendab, et NH2- N-l ei ole jagatud nelja elektroni ja jagatakse kõik, kui see moodustab NH-i4+. CF on H võrdne 0-ga ja seetõttu on nende arvutus salvestatud.

Viited

  1. James. (2018). Peamised oskused: ametliku laengu arvutamine. Välja otsitud 23. mail 2018 alates: masterorganicchemistry.com
  2. Dr Ian Hunt. Calgary Ülikooli keemiainstituut. Ametlikud tasud. Välja otsitud 23. mail 2018 alates: chem.ucalgary.ca
  3. Ametlikud tasud. [PDF] Välja otsitud 23. mail 2018 kellelt: chem.ucla.edu
  4. Jeff D. Cronk. Ametlik tasu. Välja otsitud 23. mail 2018 alates: guweb2.gonzaga.edu
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Keemia (8. väljaanne). CENGAGE Learning, lk 268-270.
  6. Shiver & Atkins. (2008). Anorgaaniline keemia (Neljas väljaanne., Lk 38). Mc Grawi mägi.
  7. Monica Gonzalez (10. august 2010). Ametlik laadimine. Välja otsitud 23. mail 2018 alates: quimica.laguia2000.com