Formális betöltési képlet, hogyan kell kiszámítani és példák

az hivatalos díj (CF), amely egy molekula vagy ion egy atomjához van hozzárendelve, amely lehetővé teszi annak szerkezetének és kémiai tulajdonságainak magyarázatát. Ez a koncepció magában foglalja az A-B kapcsolaton belüli kovalencia maximális karakterének figyelembevételét; azaz az elektronok párja egyenlően oszlik meg az A és B között.

Ahhoz, hogy megértsük a fentieket az alsó képben, két atom kapcsolódik egymáshoz: az egyik az A betűvel, a másik pedig a B betűvel látható. Mint látható, a körök metszéspontjában egy kapcsolat jön létre a párral: ":". Ebben a heteronukleáris molekulában, ha A és B azonos elektronegativitással rendelkeznek, a pár: "" egyaránt egyenlő az A és B egyaránt..

Mivel azonban két különböző atomnak nem lehet azonos tulajdonsága, a „:” pár a nagyobb elektronegatív vonalakhoz vonzódik. Ebben az esetben, ha A több elektronegatív, mint a B, akkor a pár: ":" közelebb van az A-hoz, mint a B-hez. Az ellenkezője akkor fordul elő, amikor B több elektronegatív, mint az A, közeledik most: "".

Ezután, hogy a formális díjakat mind az A-hoz, mind a B-hez hozzárendeljük, meg kell vizsgálni az első esetet (a kép fölött). Ha az A-B tisztán kovalens kötés megtört, homolitikus lebontás következne be, ami az A · és · B szabad gyököket generálja..

index

• 1 Minőségi előnyök a formális rakomány használatából
• 2 Formula és hogyan kell kiszámítani
  • 2.1 A számítás változatai a szerkezet szerint
• 3 Példák a hivatalos díjszámításokra
  • 3.1 BF4- (tetrafluor-borát-ion)
  • 3.2 BeH2 (berillium-hidrid)
  • 3.3 CO (szén-monoxid)
  • 3,4 NH4 + (ammónium-ion), NH3 és NH2- (amid-ion)
• 4 Referenciák

A formális rakományok foglalkoztatásának minőségi előnyei

Az elektronok nincsenek rögzítve, mint az előző példában, de utaznak, és elveszítik a molekula vagy ion atomjait. Ha ez egy diatóma molekula, akkor ismert, hogy a ":" párnak meg kell osztani vagy kóborolni mindkét atom között; ugyanez történik az A-B-C típusú molekulában, de nagyobb bonyolultsággal.

Azonban, ha egy atomot tanulmányozunk, és feltételezzük, hogy a kötéseiben száz százalékos kovalencia van, könnyebb megállapítani, hogy nyer vagy elveszít-e az elektronokat a vegyületen belül. E nyereség vagy veszteség meghatározásához összehasonlítania kell az alapvonalat vagy a szabad státuszt az elektronikus környezetével.

Ily módon pozitív töltés (+) lehet hozzárendelni, ha az atom elveszít egy elektronot, vagy negatív töltést (-), ha éppen ellenkezőleg, egy elektronra jut (a jeleket körbe kell írni).

Így, bár az elektronokat nem lehet pontosan elhelyezni, ezek a formális töltések (+) és (-) a struktúrákban a legtöbb esetben megfelelnek a várt kémiai tulajdonságoknak..

Azaz egy atom formális töltése szorosan kapcsolódik a környezetének molekuláris geometriájához és a vegyületen belüli reakcióképességéhez.

Formula és hogyan kell kiszámítani

A hivatalos díjakat önkényesen rendelik? A válasz nem. Ehhez az elektronok nyereségét vagy veszteségét csak kovalens kötések feltételezésével kell kiszámítani, és ez az alábbi képlettel érhető el:

CF = (atomcsoport száma) - (az általa létrehozott linkek száma) - (a meg nem osztott elektronok száma)

Ha az atom CF értéke +1, akkor pozitív töltés (+) van rendelve; mivel ha CF-je -1-es értékkel rendelkezik, akkor negatív díjat kapnak (-).

A CF helyes kiszámításához kövesse az alábbi lépéseket:

- Keresse meg, hogy melyik csoportban található az atom az időszakos táblázatban.

- Számolja meg a szomszédaival létrehozott linkek számát: a kettős linkek (=) két értéket érnek el, és a hármas linkek értéke három (≡).

- Végül számítsuk ki a nem osztott elektronok számát, amelyek könnyen megfigyelhetők Lewis struktúrákkal.

A számítás változatai a szerkezet szerint

Az A-B-C-D lineáris molekulát tekintve az egyes atomok formális töltései változhatnak, ha például a szerkezetet B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B stb. Ez azért van, mert vannak olyan atomok, amelyek több elektron megosztásával (több kötést képezve) pozitív vagy negatív CF-t szereznek.

Tehát a három lehetséges molekulaszerkezet közül melyik felel meg az ABCD vegyületnek? A válasz: az egyik, amely általában a legalacsonyabb CF értékekkel rendelkezik; az is, amelyik a negatív töltéseket (-) hozza a legtöbb elektronegatív atomhoz.

Ha C és D több elektronegatív, mint az A és B, akkor több elektron megosztásával pozitív formális díjakat szereznek (mnemonikus szabály alapján).

Így a legstabilabb struktúra és a legkedvezőtlenebb a C-A-B-D, mivel ebben az esetben mind a C, mind a B csak egy kapcsolatot hoz létre. Másrészt az A-B-C-D szerkezet és azok, amelyek C vagy B két kötést alkotnak (-C- vagy -D-), instabilabbak.

Melyik struktúra a legstabilabb? A-C-D-B, mivel nemcsak a C és a D két összeköttetést hoz létre, hanem negatív formális töltésük (-) is egymás mellett van, ami tovább destabilizálja a struktúrát.

Példák a hivatalos díjszámításokra

BF₄^- (tetrafluor-borát-ion)

A bóratomot négy fluoratom veszi körül. Mivel a B csoport a IIIA csoporthoz tartozik (13), nincsenek megosztott elektronok, és négy kovalens kötést képez, a CF (3-4-0 = -1). Ellentétben az F csoporttal, a VIIA csoport (17) elemével, CF-je (7-6-1 = 0).

Az ion vagy molekula töltésének meghatározásához elegendő hozzáadni az alkotóelemek egyes CF-jeit: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

Azonban a B-nek a CF-nek nincs valós jelentése; azaz a legmagasabb elektronikus sűrűség nem ezen a helyen áll. Valójában ez az elektronikus sűrűség az F négy atomjához van elosztva, ami sokkal több elektronegatív elem, mint a B.

Beh₂ (Berillium-hidrid)

A berillium-atom a IIA csoportba tartozik (2), két kötést képez, és ismételten nem osztozik az elektronok. Így a Be és H CF-ek:

CF_meg= 2-2-0 = 0

CF_H= 1-1-0 = 0

Töltsön be BeH-t₂= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (szén-monoxid)

Lewis-szerkezete a következőképpen ábrázolható: C20: (bár más rezonanciaszerkezetekkel rendelkezik). A CF számítás megismétlése, ezúttal a C (a HÉA-csoportból) és az O (a VIA csoportból):

CF_C= 4-3-2 = -1

CF_O= 6-3-2 = +1

Ez egy példa, ahol a formális díjak nem felelnek meg az elemek jellegének. Az O több elektronegatív, mint a C, ezért nem lehet pozitív.

A többi struktúra (C = O és. \ T ⁽⁺⁾C-O^(-)), bár megfelelnek a díjak koherens elosztásának, nem felelnek meg az oktett-szabálynak (a C-n kevesebb mint nyolc valenciaelektron) van.

NH₄⁺ (ion-ammónium), NH₃ és NH₂^- (amid-ion)

míg az N-nél több elektron osztozik, pozitívabb a CF-je (az ammónium-ionig, mivel nem rendelkezik energiával öt kötés létrehozásához).

Az ammónium-ionban, az ammóniában és az amiduroionban az N-re vonatkozó számításokat alkalmazva:

CF = 5-4-0 = +1 (NH₄⁺)

CF = 5-3-2 = 0 (NH₃)

És végül:

CF = 5-2-4 = -1 (NH₂^-)

Vagyis az NH-ban₂^- az N-nak négy megosztott elektronja van, és megosztja az összeset, amikor az NH-t alkotja₄⁺. A H-nak a CF-je 0-nak felel meg, ezért számításuk megmarad.

referenciák

1. James. (2018). A kulcsfontosságú készség: hogyan kell kiszámítani a hivatalos díjat. Visszavonva 2018. május 23-án: masterorganicchemistry.com
2. Dr. Ian Hunt. Kémiai Tanszék, Calgary Egyetem. Hivatalos díjak. Született 2018. május 23-án: chem.ucalgary.ca
3. Hivatalos díjak. [PDF]. Visszavonva 2018. május 23-án: chem.ucla.edu
4. Jeff D. Cronk. Hivatalos díj. Visszavonva 2018. május 23-án: guweb2.gonzaga.edu
5. Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Learning, 268-270. Oldal.
6. Shiver & Atkins. (2008). Szervetlen kémia (Negyedik kiadás., Oldal 38). Mc Graw-hegy.
7. Monica Gonzalez (2010. augusztus 10.). Formális betöltés. Visszavonva 2018. május 23-án: quimica.laguia2000.com