HNO3: n Lewis-rakenne

Typpi on toisessa rivi ilman $ d $ kiertoradaa valenssikuoressa. Se noudattaa oktettisääntöä, eikä siinä voi olla enempää kuin 8 elektronia.

Oktetisäännöstä on poikkeuksia. Alle 8 elektronin käyttö on vähemmän edullista, mutta silti mahdollista, ja se nähdään yleisesti vapaissa radikaaleissa ja kationeissa. Toisaalta yli 8 elektronin saaminen on erittäin epäsuotuisaa toisen jakson atomeille. Tällaisia elektronisia rakenteita löytyy erittäin epästabiileista lajeista tai viritetyistä tiloista, kuten CH5-radikaali.

Vertailun vuoksi ensimmäiset kuoriatomit noudattavat duettosääntöä, kun taas kolmannen kuoren ja sen ulkopuolella olevat atomit voivat totella 18- elektronisääntö, 12-elektronisääntö tai 8-elektronisääntö. 18- ja 12-elektronisäännöt ovat kuitenkin paljon vähemmän tiukkoja kuin 8-elektronisäännöt, ja rikkomukset ovat yleisiä.

valenssisidoteorian mukaan , molekyylin elektroninen rakenne on yhdistelmä kaikkia mahdollisia resonanssirakenteita, jotka voit kirjoittaa ylös, mukaan lukien rakenteet, joissa on kaikki mahdolliset muodolliset varaukset ja outo elektronilaskenta. Heidän panoksensa eivät kuitenkaan ole tasaiset. jotkut heistä ovat suotuisampia kuin toiset.

HNO3: n osalta typpiatomi muodostaisi oktettisäännön täyttämiseksi yhden kaksoissidoksen ja 2 yksittäistä sidosta. Pelkästään oktettisääntöön perustuen on olemassa 3 mahdollista resonanssirakennetta, jotka ovat edullisia.

Kuitenkin ensimmäinen kaksi resonanssirakennetta ovat huomattavasti edullisempia kuin kolmas, koska niillä on pienempi määrä muodollisia maksuja. Tämän seurauksena kirjoitamme yleensä vain kaksi hallitsevaa rakennetta. OH: n ja N: n välinen sidos on lähellä normaalia yksittäistä sidosta. Kahden muun NO-joukkovelkakirjalainan sidosjärjestys on lähellä 1,5.

On myös tavallista kirjoittaa resonanssirakenteiden seos hybridimuodossa

Huomaa, että tämä esitys ei ole yksi Lewis-rakenne , mutta kätevä tapa edustaa monia resonanssirakenteita samassa kuvassa. Se ei anna tietoa tarkasta joukkolainojen järjestyksestä tai yksittäisten atomien virallisista maksuista. Katkoviivat osoittavat, että joissakin rakenteissa, joissa sidos on yksinkertainen sidos ja toisissa kaksoissidos, ja järjestys on välillä 1 ja 2.

No! tässä on lyhyt nopea vastaus .. !!

Olin melko varma, että $ \ ce {HNO3} $: n lewis-rakenne olisi 0 virallista latausta ja kuin löysin tämä . Vaikka tämä linkki näyttää vain virallisen veloituksen laskemisen $ \ ce {HNO3} $: lle, mutta se antaa pienen vihjeen.

Toiseksi mieleeni tuli ajatus, että jos keskityt resonanssiin, siellä on kaksoissidosmerkki molemmissa sidoksissa N & O: n välillä.

Historiallisesti oikealla piirtämäsi rakenteilla ei ollut mitään vikaa.Iwan Ostromisslenskyllä ei ollut mitään ongelmia 4-kloori-1,2-dinitrobentseenin vetämisessä viisiarvoisella typellä vuonna 1908. ^[1] (Kyllä, nitroryhmä ei ole nitraatti tai typpihappo, mutta jonkin ajan kuluttua etsimällä otin vain sen, mitä löysin todistamaan mielipiteeni.)

Staudinger ja Meyer vetivät dimetyylianilinooksidia samalla tavalla vuonna 1919: ^[2]

En löytänyt ajankohtaa, jolloin mieltymykset muuttuivat, joten luopuin. Sen täytyi olla joskus noin, kun orbitaalien kvanttikemia oli tulossa yhä paremmin ymmärrettäväksi, ja huomattiin, että typellä on vain neljä orbitaalia, joilla on pääsy sitoutumiseen (2s ja kolme 2p). Tästä lähtien ihmiset kuvasivat rakenteita, joiden keskellä on typpeä vain neljällä sidoksella, mikä heijastaa paremmin todellisuutta.

Korkeampien jaksojen, etenkin rikin ja fosforin elementtien kohdalla monet ihmiset päättävät silti piirtää liian monta sidosta kirjoittamisen sijaan. varauksilla erotetut rakenteet. Tämä selitetään usein ”d-kiertoradan osallistumisella” – mutta käytännön näkökulmasta 3D-kiertoradalla on hyvin samanlainen energia kuin 4-kiertäjillä, mutta kukaan ei ehdota 4: n osallistumista. Kaikki laajennetun oktetin rakenteet voidaan piirtää oktettisäännön mukaisella tavalla, joten ehkä on vain ajan kysymys, kunnes $ \ ce {P = O} $ -sidokset fosfaatissa katoavat.

Lewis-rakenteiden todennäköisyyden määrittämistä koskevien sääntöjen osalta tämä on parempi joukko:

1. Lewis-rakenteita, joissa kaikilla atomeilla on oktetti (vedyn dupletti), pidetään parempana.

2. Jos 1. ei voida täyttää, suositellaan Lewis-rakenteita, joissa on vähiten alioktettirakenteisia elementtejä.

3. Jos 1. tai 2. luo joukko mahdollisia rakenteita, valitse yksi, jolla on minimaalinen määrä virallisia maksuja.

4. Jos 3. jättää joukon mahdollisia rakenteita, valitse sellainen, jossa muodolliset varaukset jaetaan elektronegatiivisuuden mukaan (elektronegatiiviset elementit, joilla on negatiiviset muodolliset varaukset).

5. Jos 4. jättää joukon mahdollisia rakenteita, valitse yksi, jossa muodolliset varaukset ovat lähempänä toisiaan.

6. Jos lopullisessa rakenteessasi on laajennettu oktetti pääryhmäelementissä, aloita uudelleen kohdasta 1.

Viitteet:

[1]: I. Ostromisslensky, J. Prakt. Chem. 1908 , 78 , 263. DOI: 10.1002 / prac.19080780121 .

[2]: H. Staudinger, J. Meyer, Helv. Chim. Acta 1919 , 2 , 608. DOI: 10.1002 / hlca.19190020161 .

kommentit

• Olen jopa nähnyt kaksoissidoksella vedettyä trifluoriamiinioksidia typestä happeen, jolloin 10 elektronia typen ympärillä. Typen ja hapen välisellä sidoksella on tosiasiallisesti kaksoissidosluonne, mutta tämä tulee muodon $ \ ce {(O = NF_2 ^ +) F ^ -} $ ionisista vaikuttavista rakenteista, ei mitään, jossa on kymmenen valenssielektronia typessä. / li>

Vaikka sinulla olisi täytetty oktetti, jos keskiatomilla on positiivinen muodollinen varaus, me yleensä muodostavat kaksoissidoksia, kunnes muodollinen varaus lasketaan 0: een mahdollisimman lähelle, koska se on vakaampi kokoonpano. On kuitenkin joitain poikkeuksia.

Tutustu kloraatti-ioniin. Kloraatin osalta luulisi jättävän neljä yksittäistä sitoutunutta oksigeeniä klooriin, mutta meille jää virallinen varaus +3 kloorista ja -1 kummassakin hapessa. Siksi muodostamme kaksoissidoksia, kunnes muodollinen varaus on poistettu, ja jäljelle jää vain muodollinen varaus -1 sitoutuneesta hapesta.

edit: kysymystäsi tarkasteltaessa vasemmanpuoleinen rakenne on edulli- nen vaikka oikealla puolella on pienempi virallinen lataus.

Ehkä Wikipediassa on väärä rakenne typpihapposivulle? Näyttää siltä, että kaikki happiatomit ovat yksitellen sidottu kuvassa oikeassa yläkulmassa.

https://en.wikipedia.org/wiki/Nitric_acid

Kuvia etsittäessä Wikipedialla on oikeat resonanssirakenteet kaksoissitoutuneen hapen kanssa, mutta kaksoissidos on kuitenkin vain yksi, toisin kuin odotamme, mikä on kaksi kaksoissidosta.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nitric-acid-resonance-A.png

kommentit

• Kyllä, todellakin. Eikö ’ t ole tämä periaate ristiriidassa HNO3: n rakenteen kanssa? Keskiatomin (typen) muodollisen varauksen sanotaan olevan +1.
• @ZaferCesur Kloori ja typpi ovat pohjimmiltaan erilaisia. Typpiatomilla ei ole d kiertoradaa, koska se on toisella jaksolla. Siinä on vain s ja p ja elektronin enimmäismäärä, jota se voi pitää, on 8. Kloori on kolmannessa jaksossa. Siihen mahtuu 18 elektronia.
• Okei, sain sen nyt!Sinun pitäisi ehkä lähettää vastaus, jotta voin äänestää tai jotain.
• @XiaoleiZhu Jep, tässä tapauksessa ei ole mahdollista muodostaa kahta kaksoissidosta, koska laajennettuja oktetteja muodostavat vain atomit, joilla on tyhjiä d-orbitaaleja valenssikuoressa (p-elementit kolmannesta tai myöhemmistä jaksoista). Kiitos selvennyksestä.
• Wiki-kuva on kaavio, joka on vain sidos- ja kulmakartoitus. Jopa kloorissa (erityisesti ja alemmissa alkuaineissa) d-orbitaaleilla ei ole merkitystä sitoutumisessa (@XiaoleiZhu). hypervalenssin käsite (katso myös kultakirja ) on edelleen arvostelun kohteena ja yleensä viitataan nelielektroni-kolmen keskuksen sidokset sen sijaan, että sisällytettäisiin d-orbitaalit pääryhmäelementteihin.

Kolme oksigeeniä on sidottu yhteen typpiatomiin. Yksi happi sitoutuu vetyatomiin ja jakaa elektronin typen kanssa oktettinsa täydentämiseksi ja jäljellä oleva happiatomi jakaa toisen elektronin typpiatomin kanssa. Tällä tavalla elektroniparit luovutetaan osittain ja muodostuu koordinaattikovalenttinen tai datatiivinen sidos