Jeg møtte et spørsmål hvor typen binding til forskjellige oksider blir bedt om. To av disse er $ \ ce {Al2Cl6} $ og $ \ ce {Al2O3} $.
Jeg trodde at kloratomer er mer elektronegative enn oksygenatomer, så hvis det ene er ionisk og det andre er kovalent, sikkert ville klor være ionisk, fordi det kan være i stand til å «rive av» elektronene fra aluminiumsatomer.
Dette er tydeligvis ikke tilfelle i henhold til svarnøkkelen til dette spørsmålet. Jeg vil gjerne vite en forklaring på de ioniske / kovalente egenskapene til disse bindingene.
Kommentarer
- Du trodde feil. Oksygen er mer elektronegativ.
- kort svar: begge har sammenlignbar ionisk karakter, men kloridioner er store i forhold til oksygen, så ionisk gitter med høye koordinasjonstall kan ikke dannes.
Svar
Du har rett i at forskjellen i elektronegativitet er ansvarlig for ionebindingene i aluminium og oksygen, og normalt ville det være tilfelle med klor også, men $ \ ce {Al2Cl6} $ er et spesielt molekyl.
Strukturen til $ \ ce {Al2Cl6} $ kan sees på som to aluminiumatomer kovalent bundet til fire kloratomer hver. To av kloratomene broer mellom de to aluminiumatomene. Følgende er en mulig representasjon:
En spesiell type binding kalt 3 sentrum 4 elektronbinding er tilstede i strukturen. Disse obligasjonene skyldes en kombinasjon av en fylt p orbital og to halvfylte p orbitaler. Dette fører til at det er en fylt binding og en fylt orbital uten binding. Bindingsordrene mellom hvert broklor og aluminiumatom er 0,5; strukturen til 3 senter 4 elektronbindinger gjør det slik at bindingsbanen delokaliseres over begge bindingene. $ \ ce {Al2Cl6} $ har to av disse bindingene, og de er ansvarlige for molekylets kovalente natur.
Kommentarer
- 3c- 4e-binding krever en lineær geometri om det sentrale atomet. Fordi bindingen oppstår fra front-kombinasjoner av 3 p orbitaler. Dermed kan jeg ' ikke forstå hvordan det er tilfelle her.
- Merk at dette er strukturen til AlCl3 i væske- og lavtemperaturgassfasene. I det faste stoffet er det en lagdelt struktur med oktahederkoordinert aluminium, se f.eks. cs.mcgill.ca/~rwest/wikispeedia/wpcd/wp/a/… . I Al203 koordineres også aluminium. Kanskje de ikke er ' t så forskjellige …
Svar
$ \ ce {Al2Cl6} $ er kovalent da elektronegativitetsforskjellen mellom Al og Cl er 1,5 som er mindre enn 1,7.
$ \ ce {Al2O3} $ er ionisk da elektronegativitetsforskjellen mellom Al og O er 2,0 som er større enn 1,7.
Svar
$ \ ce {Al2O3} $ er ionisk på grunn av relativ størrelse på oksygen og aluminium og polariserende kraft av Al, (siden vi vet at aluminium har en ladning på +3, gir tre elektroner) i tilfelle $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $, det ser ut til å være kovalent på grunn av likheter som bananbinding & større radius av Cl (i kompresjon til oksygen). Bananbinding er ikke mulig i $ \ ce {Al2Cl6} $ på grunn av størrelsen på Cl-atom . Radius av Cl blir til og med større når den danner en anion ved å motta elektronet fra aluminium. Aluminiums kation er mindre enn det opprinnelige atomet har en høy polariserende kraft som tiltrekker og forvrenger kloridionens elektronsky (har høy polariserbarhet ) og danner en kovalent binding i tilfelle $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $ ($ \ ce {AlCl3} $ form ionisk for veldig skuttid) Dette er ikke tilfellet med $ \ ce {Al2O3} $, ettersom oksidionens atomradius ikke er stor nok til at aluminiumskationen kan forvrenge den og dermed forblir i ionisk binding.
Svar
La oss først ta $ \ ce {AlCl3} $, siden vi vet at aluminium har en ladning på +3, gir klor tre elektroner ( 1 til hvert klor). Klor som er i den andre perioden har en større atomradius (i forhold til oksygen). Dette blir til og med større når det danner et anion ved å motta elektronet fra aluminium. Aluminiums kation er mindre enn den s opprinnelige atom har høy polariserende kraft som tiltrekker og forvrenger kloridionens elektronsky (har høy polariserbarhet) og danner en kovalent binding.
Så er det ikke i tilfellet med $ \ ce {Al2O3} $, ettersom oksidionens atomradius ikke er stor nok til at aluminiumskationen kan forvrenge den, slik at den forblir i ionisk binding.
Kort sagt, $ \ ce {AlCl3} $ danner først en ionebinding, men den er en veldig liten overgangstilstand i omtrent like nanosekunder, så den danner raskt en kovalent binding ved polariseringsprosessen.