Találkoztam egy kérdéssel, ahol a különféle oxidok kötésének típusát kéri. Ebből kettő $ \ ce {Al2Cl6} $ és $ \ ce {Al2O3} $.
Úgy gondoltam, hogy a klóratomok több elektronegatívak, mint az oxigénatomok, tehát ha egyikük ionos, a másik pedig kovalens, a klór bizonyára ionos lenne, mert képes lesz “letépni” az elektronokat az alumínium atomokról.
A kérdés válaszkulcsa szerint nyilvánvalóan nem ez a helyzet. Szeretnék tudni magyarázatot ezeknek a kötéseknek az ionos / kovalens tulajdonságaira.
Megjegyzések
- Rosszul gondoltátok. Az oxigén elektronegatívabb.
- rövid válasz: mindkettőnek hasonló ionos jellege van, de a kloridionok nagyok az oxigénhez képest, így nagy koordinációs számú ionrács nem képződhet.
Válasz
Abban igazad van, hogy az elektronegativitás különbsége felelős az alumíniumban és az oxigénben lévő ionkötésekért, és általában ez lenne a klór esetében szintén, de a $ \ ce {Al2Cl6} $ egy különleges molekula.
A $ \ ce {Al2Cl6} $ szerkezete két alumíniumatomnak tekinthető, amelyek kovalensen kapcsolódnak négy-négy klóratomhoz. A klóratomok közül kettő áthidal a két alumíniumatom között. A következő lehetséges ábrázolás:
A szerkezet egy speciális kötési típusa, az úgynevezett 3 centrum 4 elektronkötés van jelen. Ezek a kötések egy kitöltött p orbitális és két félig kitöltött p orbitális kombinációjából származnak. Ez azt eredményezi, hogy van egy kitöltött kötés és egy nem kötött kötés. Az egyes áthidaló klór- és alumíniumatomok közötti kötési sorrend 0,5; 3 középső 4 elektronkötés felépítése teszi olyanná, hogy a kötő pálya mindkét kötésen delokalizálódik. A $ \ ce {Al2Cl6} $ két ilyen kötéssel rendelkezik, és ők felelősek a molekula kovalens természetéért.
Megjegyzések
- A 3c- A 4e kötés lineáris geometriát követel meg a központi atom körül. Mivel a kötés 3 p orbitális frontális kombinációiból adódik. Így ' nem tudom megérteni, hogy van ez itt.
- Vegye figyelembe, hogy ez az AlCl3 szerkezete a folyékony és az alacsony hőmérsékletű gáz fázisában. A szilárd anyagban egy rétegszerkezet, oktaéderesen koordinált alumíniummal, lásd pl. cs.mcgill.ca/~rwest/wikispeedia/wpcd/wp/a/… . Az Al203-ban az alumínium szintén oktaéderesen koordinált. Talán nem is annyira különböznek ' …
Válasz
$ \ ce {Al2Cl6} $ kovalens, mivel az Al és Cl közötti elektronegativitás-különbség 1,5, ami kisebb, mint 1,7.
$ \ ce {Al2O3} $ ionos, mivel az Al és O közötti elektronegativitás-különbség 2,0, ami nagyobb, mint 1,7.
Válasz
$ \ ce {Al2O3} $ ionos az oxigén és az alumínium relatív mérete miatt, és Al polarizációs ereje (mivel tudjuk, hogy az alumínium töltése +3, három elektron szolgáltatja), $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} esetén $, úgy tűnik, hogy kovalens az olyan hasonlóságok miatt, mint a banánkötés & nagyobb Cl sugár (oxigénnel való kompresszióban). A banánkötés nem lehetséges a $ \ ce {Al2Cl6} $ ban a Cl atom mérete miatt . A Cl sugara még nagyobb lesz, ha aniont képez az elektron alumíniumból történő befogadásával. Az eredeti atoménál kisebb alumínium kation nagy polarizációs erővel bír, amely vonzza és torzítja a kloridion elektronfelhőjét (nagy polarizálhatósággal rendelkezik). ) és kovalens kötést képez $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $ ($ \ ce {AlCl3} $ ionos formában nagyon lövéses ideig) . Így nincs ez a $ \ ce {Al2O3} $ esetében, mivel az oxidion atom sugara nem elég nagy ahhoz, hogy az alumínium kation eltorzítsa, így ionkötésben marad.
Válasz
Először vegyük a $ \ ce {AlCl3} $ értéket, mivel tudjuk, hogy az alumínium töltése +3, a klórt három elektron biztosítja ( 1 a klórhoz). A második periódusban lévő klórnak nagyobb az atom sugara (az oxigénhez viszonyítva). Ez még nagyobb lesz, ha aniont képez az elektron alumíniumból történő befogadásával. Az alumínium kationja kisebb nála Az eredeti atom nagy polarizációs erővel bír, amely vonzza és torzítja a kloridion elektronfelhőjét (nagy polarizálhatósággal rendelkezik), és kovalens kötést képez.
Így nincs ez a $ \ ce {Al2O3} $ esetében, mivel az oxidion atom sugara nem elég nagy ahhoz, hogy az alumínium kation eltorzítsa, így ionkötésben marad.
Röviden: a $ \ ce {AlCl3} $ eleinte ionos kötést alkot, de nagyon kicsi az átmeneti állapota hasonló nanoszekundumokra, így a polarizációs folyamat révén gyorsan kovalens kötést képez.