Jeg stødte på et spørgsmål, hvor typen af binding til forskellige oxider bliver bedt om. To af dem er $ \ ce {Al2Cl6} $ og $ \ ce {Al2O3} $.
Jeg troede, at kloratomer er mere elektronegative end iltatomer, så hvis et af dem er ionisk og det andet er kovalent, helt sikkert ville chlor være ionisk, fordi det muligvis er i stand til at “rive” elektronerne af aluminiumatomer.
Dette er åbenbart ikke tilfældet i henhold til svarnøglen på dette spørgsmål. Jeg vil gerne vide en forklaring på de ioniske / kovalente egenskaber ved disse bindinger.
Kommentarer
- Du troede forkert. Oxygen er mere elektronegativ.
- kort svar: begge har sammenlignelig ionisk karakter, men chloridioner er store i sammenligning med ilt, så ionisk gitter med høje koordinationstal kan ikke dannes.
Svar
Du har ret i, at forskellen i elektronegativitet er ansvarlig for de ioniske bindinger i aluminium og ilt, og normalt ville det være tilfældet med klor også, men $ \ ce {Al2Cl6} $ er et specielt molekyle.
Strukturen af $ \ ce {Al2Cl6} $ kan ses som to aluminiumatomer kovalent bundet til fire kloratomer hver. To af kloratomer bro mellem de to aluminiumatomer. Følgende er en mulig repræsentation:
En speciel type binding kaldet 3 center 4 elektronbinding er til stede i strukturen. Disse obligationer skyldes en kombination af en fyldt p orbital og to halv fyldte p orbitaler. Dette medfører, at der er en fyldt binding og en fyldt ikke-bindende orbital. Bindingsordren mellem hvert broklor og aluminiumatom er 0,5; strukturen af 3 center 4 elektronbindinger gør det så, at bindingsbanen delokaliseres over begge bindingerne. $ \ ce {Al2Cl6} $ har to af disse bindinger, og de er ansvarlige for molekylets kovalente natur.
Kommentarer
- 3c- 4e-binding kræver en lineær geometri om det centrale atom. Fordi bindingen opstår ved front-on kombinationer af 3 p orbitaler. Således kan jeg ' ikke forstå, hvordan det er tilfældet her.
- Bemærk, dette er strukturen af AlCl3 i væske- og lavtemperaturgasfaserne. I det faste stof er det en lagdelt struktur med oktahedrisk koordineret aluminium, se f.eks. cs.mcgill.ca/~rwest/wikispeedia/wpcd/wp/a/… . I Al203 koordineres aluminium også oktaederligt. Måske er de ikke ' t så forskellige …
Svar
$ \ ce {Al2Cl6} $ er kovalent, da elektronegativitetsforskellen mellem Al og Cl er 1,5, hvilket er mindre end 1,7.
$ \ ce {Al2O3} $ er ionisk, da elektronegativitetsforskellen mellem Al og O er 2,0, hvilket er større end 1,7.
Svar
$ \ ce {Al2O3} $ er ionisk på grund af ilt og aluminiums relative størrelse og polariserende effekt af Al, (da vi ved, at aluminium har en ladning på +3, giver tre elektroner) i tilfælde af $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $, det ser ud til at være kovalent på grund af ligheder som bananbinding & større radius af Cl (i kompression til ilt). Bananbinding er ikke mulig i $ \ ce {Al2Cl6} $ på grund af størrelsen på Cl-atom . Radius af Cl bliver endda større, når den danner en anion ved at modtage elektronen fra aluminium. Aluminiums kation er mindre end dets oprindelige atom, har en høj polariserende effekt, som tiltrækker og forvrænger kloridionens elektronsky (har en høj polariserbarhed ) og danner en kovalent binding i tilfælde af $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $ ($ \ ce {AlCl3} $ form ionisk i meget skudtid) Så er ikke tilfældet med $ \ ce {Al2O3} $, da oxidionens atomare radius ikke er stor nok til, at aluminiumskationen kan fordreje den, så den forbliver i ionbinding.
Svar
Lad os først tage $ \ ce {AlCl3} $, da vi ved, at aluminium har en ladning på +3, giver klor tre elektroner ( 1 til hvert klor). Det klor, der er i den anden periode, har en større atomradius (sammenlignet med ilt). Dette bliver endda større, når det danner en anion ved at modtage elektronen fra aluminium. Aluminiums kation er mindre end den s originale atom har en høj polariserende effekt, som tiltrækker og forvrænger chloridionens elektronsky (har en høj polariserbarhed) og danner en kovalent binding.
Således er det ikke tilfældet med $ \ ce {Al2O3} $, da oxidionens atomare radius ikke er stor nok til, at aluminiumskationen kan fordreje den, så den forbliver i ionbinding.
Kort sagt, $ \ ce {AlCl3} $ danner først en ionbinding, men det er en virkelig lille overgangstilstand for ligesom nanosekunder, så det danner hurtigt en kovalent binding ved polariseringsprocessen.