La structure de Lewis de HNO3

Lazote est dans la seconde ligne sans orbitale $ d $ dans la coquille de valence. Il obéit à la règle de loctet et ne peut pas avoir plus de 8 électrons.

Il existe des exceptions à la règle des octets. Avoir moins de 8 électrons est moins préférable mais toujours possible, et est couramment observé dans les radicaux libres et les cations. Dautre part, avoir plus de 8 électrons est extrêmement défavorable pour les atomes de seconde période. De telles structures électroniques peuvent être trouvées dans des espèces extrêmement instables ou des états excités, tels que le radical CH5.

À titre de comparaison, les premiers atomes de coquille obéissent à la règle du duo tandis que les atomes de la 3e coquille et au-delà peuvent obéir 18- règle des électrons, règle des 12 électrons ou règle des 8 électrons. Cependant, la règle des 18 électrons et les règles des 12 électrons sont beaucoup moins strictes que la règle des 8 électrons et les violations sont courantes.

Selon la théorie des liaisons de valence , la structure électronique dune molécule est une combinaison de toutes les structures de résonance possibles que vous pouvez écrire, y compris des structures avec toutes les charges formelles possibles et des comptages délectrons étranges. Cependant, leurs contributions ne sont pas égales. certains dentre eux sont plus favorables que dautres.

Pour HNO3, afin de satisfaire la règle de loctet, latome dazote formerait 1 double liaison et 2 simples liaisons. Sur la base de la règle doctet seule, il existe 3 structures de résonance possibles qui sont favorables.

Cependant, la première deux structures de résonance sont nettement plus favorables que la troisième, car elles ont moins de charges formelles. En conséquence, nous nécrivons généralement que les deux structures dominantes. La liaison entre OH et N est proche dune simple liaison normale. Les deux autres liaisons NO ont un ordre de liaison proche de 1,5.

Il est également courant décrire un mélange de structures de résonance sous la forme hybride

Notez que cette représentation nest pas une seule structure de Lewis , mais un moyen pratique de représenter de nombreuses structures de résonance dans la même figure. Il ne donne aucune information sur lordre exact des liaisons ou les charges formelles sur les atomes individuels. Les lignes pointillées indiquent que dans certaines structures où cette liaison est une liaison simple et dans dautres une double liaison, et lordre se situe quelque part entre 1 et 2.

Eh bien! voici une courte réponse rapide .. !!

Jétais presque sûr que la structure lewis de $ \ ce {HNO3} $ serait celle avec 0 charge formelle et que jai trouvé ceci . Bien que ce lien ne montre que comment calculer la charge formelle sur $ \ ce {HNO3} $, il donne un petit indice.

Deuxièmement, une pensée mest venue à lesprit que si vous vous concentrez sur la résonance, il y aura caractère de double liaison sur les deux liaisons entre N & O.

Historiquement, il ny avait rien de mal avec des structures comme celle que vous avez dessinée à droite.Iwan Ostromisslensky na eu aucun problème à dessiner du 4-chloro-1,2-dinitrobenzène avec un azote pentavalent en 1908. ^[1] (Oui, un groupe nitro nest ni nitrate ni acide nitrique, mais après un certain temps de recherche Je viens de prendre ce que jai trouvé pour prouver mon point.)

Staudinger et Meyer ont dessiné du diméthylanilinoxyde de la même manière en 1919: ^[2

Je nai pas pu trouver le moment où les préférences ont changé alors jai abandonné. Cela a dû être à un moment donné où la chimie quantique des orbitales était de mieux en mieux comprise, et il a été réalisé quil ny a que quatre orbitales auxquelles lazote a accès pour la liaison (2s et trois 2p). Désormais, les gens ont décrit des structures avec de lazote au centre avec quatre liaisons seulement, reflétant mieux la réalité.

Pour les éléments de périodes plus élevées, notamment le soufre et le phosphore, de nombreuses personnes choisissent encore de dessiner trop de liaisons plutôt que décrire structures à charge séparée. Cela s’explique souvent par la «participation d-orbitale» – mais d’un point de vue pratique, l’orbitale 3d a une énergie très similaire à celle des 4s, mais personne ne suggère la participation des 4s. Toutes les structures octet étendues peuvent être dessinées dune manière conforme à la règle de loctet, donc peut-être que ce nest quune question de temps jusquà ce que les $ \ ce {P = O} $ liaisons en phosphate disparaissent.

Quant aux règles pour déterminer la probabilité de structures de Lewis, cest un meilleur ensemble:

1. Les structures de Lewis dans lesquelles tous les atomes ont un octet (doublet pour lhydrogène) sont préférées.

2. Si 1. ne peut pas être rempli, les structures de Lewis qui ont le moins déléments avec des structures de sous-octets sont préférées.

3. Si 1. ou 2. génère un ensemble de structures possibles, choisissez celle qui a un nombre minimal de charges formelles.

4. Si 3. laisse un ensemble de structures possibles, choisissez celui où les charges formelles sont réparties selon lélectronégativité (éléments électronégatifs ayant des charges formelles négatives).

5. Si 4. laisse un ensemble de structures possibles, choisissez-en une dans laquelle les charges formelles sont plus proches.

6. Si votre structure finale a un octet étendu sur un élément du groupe principal, recommencez à 1.

Références:

[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 .

Commentaires

• Jai même vu de loxyde de trifluoroamine dessiné avec une double liaison de lazote à loxygène faisant 10 électrons autour de lazote. La liaison azote-oxygène a en fait un caractère de double liaison, mais cela provient de structures contributives ioniques de la forme $ \ ce {(O = NF_2 ^ +) F ^ -} $, pas quoi que ce soit avec dix électrons de valence sur lazote.

Même si vous avez un octet rempli, si latome central a une charge formelle positive, nous forment généralement des doubles liaisons jusquà ce que la charge formelle soit réduite à 0 aussi près que possible car ce sera la configuration la plus stable. Cependant, il y a quelques exceptions.

Veuillez jeter un œil à lion chlorate. Pour le chlorate, vous vous attendriez à laisser quatre oxygènes à liaison simple au chlore, cependant, nous nous retrouvons avec une charge formelle de +3 sur le chlore et de -1 sur chacun des oxygènes. Par conséquent, nous formons des doubles liaisons jusquà ce que la charge formelle soit supprimée et quil ne reste quune charge formelle de -1 sur loxygène à liaison simple.

modifier: en regardant votre question, la structure de gauche est préférée même bien que celui de droite ait une charge formelle inférieure.

Peut-être que Wikipédia a la mauvaise structure pour la page sur lacide nitrique? Il semble que tous les atomes doxygène sont liés par des liaisons simples sur la figure en haut à droite.

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

À la recherche dimages, Wikipedia a les bonnes structures de résonance avec loxygène à double liaison, cependant, il ny a quune seule double liaison contrairement à ce que nous attendons qui est deux doubles liaisons.

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

Commentaires

• Oui, en effet. Ce principe nest-il pas ‘ en contradiction avec la structure de HNO3? On dit que la charge formelle de latome central (azote) est +1.
• @ZaferCesur Le chlore et lazote sont fondamentalement différents. Latome dazote na pas dorbitale d car cest la deuxième période. Il na que s et p et le nombre maximum délectrons quil peut contenir est de 8. Le chlore est en 3ème période. Il peut contenir jusquà 18 électrons.
• Daccord, je lai maintenant!Vous devriez peut-être poster une réponse pour que je puisse voter ou quelque chose comme ça.
• @XiaoleiZhu Oui, dans ce cas, il nest pas possible de former deux doubles liaisons car les octets étendus sont formés uniquement par des atomes avec des orbitales d vacantes dans la coquille de valence (éléments p de la troisième période ou des périodes ultérieures). Merci pour la clarification.
• Limage Wiki est un graphique qui nest quune cartographie des liaisons et des angles. Même dans le chlore (en particulier et les éléments inférieurs), les d-orbitales nont aucun rôle dans la liaison (@XiaoleiZhu). Le concept d hypervalence (voir aussi livre dor ) est toujours critiqué et on se réfère généralement à liaisons à quatre électrons et trois centres, plutôt que dinclure des orbitales d dans les éléments du groupe principal.

Trois oxygènes sont liés à un atome dazote. Loxygène étant plus électronégatif attire la paire de Un électron se lie à un atome dhydrogène et partage un électron avec lazote pour compléter son octet et latome doxygène restant partage un autre électron avec latome dazote. De cette façon, les paires délectrons sont partiellement données et une liaison covalente ou dative coordonnée est formée