Muodollinen kuorma

Mikä on muodollinen kuorma?

Se Muodollinen kuorma (Vrt.) On sellainen, joka on osoitettu molekyylin tai ionin atomiin, jonka avulla voidaan selittää sen rakenteet ja kemialliset ominaisuudet tästä riippuen. Tämä käsite merkitsee kovalenssin maksimaalisen luonteen huomioon ottamista A-B-linkissä; Eli elektronipari on jaettu tasaisesti A: n ja B: n välillä.

Alemman kuvan edellä mainitun ymmärtämiseksi esitetään kaksi linkitettyjä atomia: toinen kirjaimella A ja toinen kirjaimella B. Kuten voidaan nähdä, ympyröiden sieppauksessa muodostuu linkki pariin ":". Tässä heteronukleaarisessa molekyylissä, jos A: lla ja B: llä on yhtä suuri kuin vääntömomentti ":".

Kuitenkin ottaen huomioon, että kahdella eri atomilla ei voi olla identtisiä ominaisuuksia, pari ":" houkuttelee, johon se on elektronegatiivisempi. Tässä tapauksessa, jos A on elektronegatiivisempi kuin B, pari “:” on lähempänä B: n. Päinvastoin tapahtuu, kun B on elektronegatiivisempi kuin A, nyt lähestyessä ":" A B.

Sitten muodollisten varausten määrittämiseksi sekä A että B on tarpeen harkita ensimmäistä tapausta (kuvan yläpuolella oleva). Jos puhtaasti kovalenttinen linkki A-B rikkoutuisi, tapahtuu homoliittinen hajoaminen, vapaiden radikaalien A ja · b generoimalla · ja · b.

Muodollisen kuorman käytön laadulliset edut

Elektronit eivät ole kiinteitä, kuten edellisessä esimerkissä, mutta ne kulkevat ja menettävät molekyylin tai ionin atomit. Jos se on diatominen molekyyli, tiedetään, että pari “:” on jaettava tai vaeltattava molempien atomien välillä; Sama tapahtuu tyypin A-B-C molekyylissä, mutta suuremmalla monimutkaisuudella.

Kun atomia tutkitaan ja oletetaan kuitenkin sadan prosenttia kovalenssista sen linkeissä, on helpompi selvittää, voittaako yhdisteessä vai häviää elektroneja. Tämän voiton tai tappion määrittämiseksi perus- tai vapaa -tilaa on verrattava sähköiseen ympäristöön.

Tällä tavalla on mahdollista määrittää positiivinen kuorma (+), jos atomi menettää elektronin tai negatiivisen kuorman (-), kun päinvastoin, elektroni voittaa (merkit on kirjoitettava ympyrän sisällä).

Siten, vaikka elektroneja ei voi sijaita tarkalleen, nämä rakenteiden muodolliset kuormat (+) ja (-) säädetään useimmissa tapauksissa odotettujen kemiallisten ominaisuuksiin.

Toisin sanoen atomin muodollinen kuormitus liittyy läheisesti sen ympäristön molekyyligeometriaan ja reaktiivisuuteen yhdisteen sisällä.

Kaava ja miten se lasketaan

Määritetään muodolliset kuormat mielivaltaisesti? Vastaus on ei. Tätä varten elektronien voitto tai menetys on laskettava olettamalla puhtaasti kovalenttisia sidoksia, ja tämä saavutetaan seuraavan kaavan kautta:

Cf = (atomiryhmänumero) - (muodon muotojen lukumäärä) - (pakkaamattomien elektronien lukumäärä)

Jos atomin CF, jonka arvo on +1, osoitetaan positiivinen kuorma ( +); Vaikka sinulla on CF -arvo -1, se määritetään negatiivinen kuorma ( -).

CF: n oikein laskemiseksi vaiheet on noudatettava alla:

• Etsi mikä ryhmä on atomi jaksollisessa taulukossa.
• Laske niiden linkkien lukumäärä, jotka muodostuvat naapureihin.
• Lopuksi laskee elektronien lukumäärän, jota ei ole jaettu, joita voidaan helposti havaita Lewis -rakenteiden kanssa.

Laskentavaihtelut rakenteen mukaan

Kun otetaan huomioon lineaarinen molekyyli A-B-C-D, muodolliset kuormat jokaiselle 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 jakamalla enemmän elektroneja (muodostavat enemmän joukkovelkakirjalainoja) positiivinen tai negatiivinen vrt.

Joten mikä kolmesta mahdollisesta molekyylirakenteesta vastaa ABCD -yhdistettä? Vastaus on: sillä, jolla on yleensä alhaisimmat CF -arvot; Lisäksi se, joka antaa negatiiviset kuormat (-) kaikkein elektronegatiivisimmille atomeille.

Jos C ja D ovat elektronegatiivisempia kuin A ja B, niin jakamalla enemmän elektroneja, ne saavat siten positiiviset muodolliset kuormat (nähtynä Mnemonic -säännöstä).

Siten vakavin rakenne ja suosituin energia on C-A-B-D, koska sekä C että B: ssä ne muodostavat vain yhden linkin. Toisaalta rakenne A-B-C-D ja ne, joilla on C tai B, muodostavat kaksi linkkiä (-c- tai -d-), ovat epävakaampia.

Mikä kaikista rakenteista on epävakaa? A-C-D-B, koska C- ja D ei vain muodosta kahta linkkiä, vaan myös niiden negatiiviset muodolliset kuormat (-) toistensa vieressä, rakennetta destabiloivat edelleen.

Esimerkkejä muodollisista kuormituslaskelmista

Bf₄^- (Tetrafluoroborato -ioni)

Booriatomia ympäröi neljä fluoriatomia. Koska B kuuluu ryhmään IIIA (13), ei ole jaettuja elektroneja ja muodostaa neljä kovalenttisia sidoksia, sen CF on (3-4-0 = -1). Sen sijaan F: n, ryhmän VIIA elementin (17), sen CF on (7-6-1 = 0).

Ionin tai molekyylin kuormituksen määrittämiseksi riittää lisäämään sen muodostavien atomien yksittäiset CFS: t: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

B: n B: llä ei kuitenkaan ole todellista merkitystä; Tämä on, että tästä ei ole suurin elektroninen tiheys. Itse asiassa tämä elektroninen tiheys jakautuu neljälle F -atomille, paljon enemmän elektronegatiivista elementtiä kuin B.

Tarra₂ (Beryllium -hydridi)

Beryllium -atomi kuuluu ryhmälle IIA (2), muodostaa kaksi linkkiä ja puuttuu jälleen kerran jaetuista elektroneista. Siten BE: n ja H: n CF on:

Vrt_Olla= 2-2-0 = 0

Vrt_H= 1-1-0 = 0

Katso₂= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (hiilimonoksidi)

Sen Lewis -rakenne voidaan esitellä seuraavasti: C Ei: (vaikka se esittelee muita resonanssirakenteita). CF: n laskelman toistaminen, tällä kertaa A (Via -ryhmän) C: n (Via -ryhmän) C: lle, sinulla on:

Vrt_C= 4-3-2 = -1

Vrt_JOMPIKUMPI= 6-3-2 = +1

Tämä on esimerkki, jossa muodolliset maksut eivät sovi elementtien luonteeseen. OR on elektronegatiivisempi kuin C ja siksi ei pitäisi olla positiivista.

Muut rakenteet (c = o ja ⁽⁺Yhteistyö^(-)), vaikka ne noudattavat kuormitusten koherenttia jakamista, ne eivät noudata oktettisääntöä (C: llä on alle kahdeksan Valencian elektronia).

Nh₄⁺ (Ion -ammonium), NH₃ ja NH₂^- (Amiduro -ioni)

Mitä enemmän elektroneja on N, sitä positiivisempi sen CF (ammoniumionille, koska sillä ei ole energian saatavuutta muodostaa viisi sidosta).

N -ammoniumin, ammoniakin ja amiduro -ionin laskelmat ovat myös: sitten: sitten:

CF = 5-4-0 = +1 (NH₄⁺-A

CF = 5-3-2 = 0 (NH₃-A

Ja lopuksi:

CF = 5-2-4 = -1 (NH₂^--A

Eli NH: ssa₂^- N: llä ei ole neljää jaettu elektronia, ja jaa kaikki, kun se muodostaa NH: n₄⁺. CF H: lle on yhtä suuri kuin 0, ja siksi laskelmasi tallennetaan.