De formele aanklacht (CF) is er een die is toegewezen aan een atoom van een molecuul of ion, waardoor de structuren en chemische eigenschappen ervan kunnen worden verklaard. Dit concept impliceert de overweging van het maximale karakter van covalentie in de binding A-B; dat wil zeggen, het elektronenpaar wordt gelijkelijk verdeeld tussen A en B.
Om het bovenstaande te begrijpen, toont de onderste afbeelding twee verbonden atomen: de ene aangeduid met de letter A en de andere met de letter B. Zoals te zien is, wordt in het snijpunt van de cirkels een band gevormd met het paar ":". Als in dit heteronucleaire molecuul A en B gelijke elektronegativiteiten hebben, blijft het paar ":" op gelijke afstand van zowel A als B.
Aangezien twee verschillende atomen echter geen identieke eigenschappen kunnen hebben, wordt het ":" -paar aangetrokken tot het atoom dat meer elektronegatief is. In dit geval, als A meer elektronegatief is dan B, is het paar ":" dichter bij A dan bij B. Het tegenovergestelde doet zich voor wanneer B meer elektronegatief is dan A en nu ":" naar B nadert..
Dus om de formele beschuldigingen aan zowel A als B toe te wijzen, is het noodzakelijk om het eerste geval te overwegen (het geval boven de afbeelding). Als de puur covalente binding A-B zou worden verbroken, zou een homolytische breuk optreden, waardoor de vrije radicalen A · en · B zouden ontstaan.
Artikel index
De elektronen zijn niet gefixeerd, zoals in het vorige voorbeeld, maar reizen en gaan verloren door de atomen van het molecuul of ion. Als het een diatomisch molecuul is, is het bekend dat het paar ":" moet worden gedeeld of zwervend tussen beide atomen; hetzelfde gebeurt in een molecuul van het type A-B-C, maar met een grotere complexiteit.
Wanneer je echter een atoom bestudeert en uitgaat van een covalentie van honderd procent in zijn bindingen, is het gemakkelijker om vast te stellen of het elektronen binnen de verbinding wint of verliest. Om deze winst of verlies te bepalen, moet uw basislijn of vrije toestand worden vergeleken met uw elektronische omgeving..
Op deze manier is het mogelijk om een positieve lading (+) toe te kennen als het atoom een elektron verliest, of een negatieve lading (-) wanneer het daarentegen een elektron krijgt (de tekens moeten in een cirkel worden geschreven).
Dus hoewel de elektronen niet exact kunnen worden gelokaliseerd, voldoen deze formele ladingen (+) en (-) op de structuren in de meeste gevallen aan de verwachte chemische eigenschappen..
Dat wil zeggen, de formele lading van een atoom hangt nauw samen met de moleculaire geometrie van zijn omgeving en zijn reactiviteit binnen de verbinding..
Worden formele aanklachten willekeurig toegewezen? Het antwoord is nee. Hiervoor moet de winst of het verlies van elektronen worden berekend uitgaande van puur covalente bindingen, en dit wordt bereikt door de volgende formule:
CF = (groepsnummer van het atoom) - (aantal bindingen dat het vormt) - (aantal niet-gedeelde elektronen)
Als het atoom een CF heeft met een waarde van +1, krijgt het een positieve lading (+) toegewezen; terwijl als u een CF heeft met een waarde van -1, deze een negatieve lading krijgt (-).
Om de CF correct te berekenen, moeten de volgende stappen worden gevolgd:
- Zoek in welke groep het atoom in het periodiek systeem voorkomt.
- Tel het aantal bindingen dat het vormt met zijn buren: dubbele bindingen (=) zijn twee waard en drievoudige bindingen zijn drie waard (≡).
- Tel ten slotte het aantal niet-gedeelde elektronen, dat gemakkelijk kan worden waargenomen met Lewis-structuren.
Gegeven het lineaire molecuul A-B-C-D, kunnen de formele ladingen voor elk atoom variëren als de structuur nu bijvoorbeeld wordt geschreven als: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B, enz. Dit komt omdat er atomen zijn die, door meer elektronen te delen (meer bindingen te vormen), positieve of negatieve CF krijgen.
Dus welke van de drie mogelijke moleculaire structuren komt overeen met samengestelde ABCD? Het antwoord is: degene die over het algemeen de laagste CF-waarden heeft; evenzo degene die negatieve ladingen (-) toekent aan de meest elektronegatieve atomen.
Als C en D meer elektronegatief zijn dan A en B, dan krijgen ze door meer elektronen te delen bijgevolg formele positieve ladingen (gezien vanuit een geheugensteuntje).
De meest stabiele structuur, en de meest energetisch begunstigde, is dus C-A-B-D, aangezien hierin zowel C als B slechts één binding vormen. Aan de andere kant zijn de structuur A-B-C-D en die met C of B die twee bindingen vormen (-C- of -D-), meer onstabiel.
Welke van alle structuren is het meest onstabiel? A-C-D-B, omdat niet alleen C en D twee bindingen vormen, maar ook hun formele negatieve ladingen (-) naast elkaar liggen, waardoor de structuur verder destabiliseert.
Het booratoom is omgeven door vier fluoratomen. Omdat B tot groep IIIA (13) behoort, mist het ongedeelde elektronen en vormt het vier covalente bindingen, zijn CF is (3-4-0 = -1). Aan de andere kant, voor F, een element van groep VIIA (17), is de CF (7-6-1 = 0).
Om de lading van het ion of molecuul te bepalen, volstaat het om de individuele CF van de atomen waaruit het bestaat op te tellen: (1 (-1) + 4 (0) = -1).
De CF voor B heeft echter geen echte betekenis; dat wil zeggen, de hoogste elektronendichtheid bevindt zich er niet op. In werkelijkheid is deze elektronendichtheid verdeeld over de vier atomen van F, een element dat veel elektronegatiever is dan B.
Het berylliumatoom behoort tot groep IIA (2), vormt twee bindingen en mist wederom ongedeelde elektronen. De CF's voor Be en H zijn dus:
CFWorden= 2-2-0 = 0
CFH.= 1-1-0 = 0
BeH belastingtwee= 1 (0) + 2 (0) = 0
De Lewis-structuur kan worden weergegeven als: C≡O: (hoewel het andere resonantiestructuren heeft). Als we de CF-berekening herhalen, dit keer voor C (van groep IVA) en O (van groep VIA), hebben we:
CFC= 4-3-2 = -1
CFOF= 6-3-2 = +1
Dit is een voorbeeld waarbij formele beschuldigingen niet in overeenstemming zijn met de aard van de elementen. O is meer elektronegatief dan C en zou daarom geen positief moeten zijn.
De andere structuren (C = O en CO), hoewel ze voldoen aan de coherente toewijzing van ladingen, voldoen ze niet aan de octetregel (C heeft minder dan acht valentie-elektronen).
hoe meer elektronen N deelt, hoe positiever de CF is (zelfs het ammoniumion, omdat het geen energiebeschikbaarheid heeft om vijf bindingen te vormen).
Evenals de berekeningen voor N in het ammoniumion, ammoniak en amide-ion toepassen, hebben we dan:
CF = 5-4-0 = +1 (NH4+
CF = 5-3-2 = 0 (NH3
En tenslotte:
CF = 5-2-4 = -1 (NHtwee-
Dat wil zeggen, in de NHtwee- N heeft vier niet-gedeelde elektronen en deelt ze allemaal wanneer het NH vormt4+. De CF voor de H is gelijk aan 0 en daarom wordt uw berekening opgeslagen.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.