Hoe is Al2Cl6 covalent en Al2O3 ionisch?

Je hebt gelijk dat het verschil in elektronegativiteit verantwoordelijk is voor de ionische bindingen in aluminium en zuurstof, en normaal zou dat het geval zijn met chloor ook, maar $ \ ce {Al2Cl6} $ is een speciaal molecuul.

De structuur van $ \ ce {Al2Cl6} $ kan worden gezien als twee aluminiumatomen die covalent zijn gebonden aan elk vier chlooratomen. Twee van de chlooratomen vormen een brug tussen de twee aluminiumatomen. Het volgende is een mogelijke weergave:

Een speciaal type binding genaamd 3 center 4 elektronenbinding is aanwezig in de structuur. Deze bindingen zijn het resultaat van een combinatie van een gevulde p-orbitaal en twee halfgevulde p-orbitalen. Dit zorgt ervoor dat er een gevulde binding en een gevulde niet-hechtende orbitaal is. De bindingsvolgorde tussen elk overbruggend chloor- en aluminiumatoom is 0,5; de structuur van 3 middelste 4 elektronenbindingen zorgt ervoor dat de bindingsorbitaal over beide bindingen is gedelokaliseerd. $ \ ce {Al2Cl6} $ heeft twee van deze bindingen en ze zijn verantwoordelijk voor de covalente aard van het molecuul.

Opmerkingen

• De 3c- 4e binding vereist een lineaire geometrie rond het centrale atoom. Omdat de band ontstaat uit de frontale combinaties van 3 p-orbitalen. Daarom kan ik ' niet begrijpen hoe dit hier het geval is.
• Merk op dat dit de structuur is van AlCl3 in de vloeibare fase en de gasfase bij lage temperatuur. In de vaste stof is het een gelaagde structuur met octaëdrisch gecoördineerd aluminium, zie b.v. cs.mcgill.ca/~rwest/wikispeedia/wpcd/wp/a/… . In Al203 is aluminium ook octaëdrisch gecoördineerd. Misschien zijn ze ' niet zo verschillend …

$ \ ce {Al2Cl6} $ is covalent aangezien het elektronegativiteitsverschil tussen Al en Cl 1,5 is, wat minder is dan 1,7.
$ \ ce {Al2O3} $ is ionisch aangezien het elektronegativiteitsverschil tussen Al en O 2,0 is, wat groter is dan 1,7.

$ \ ce {Al2O3} $ is ionisch vanwege de relatieve grootte van zuurstof en aluminium en polariserende kracht van Al, (aangezien we weten dat aluminium een lading heeft van +3, levert het drie elektronen op) in het geval van $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $, het lijkt covalent te zijn vanwege overeenkomsten zoals bananenbinding & grotere straal van Cl (in compressie tot zuurstof). Bananenbinding is niet mogelijk in $ \ ce {Al2Cl6} $ vanwege de grootte van het Cl-atoom . De straal van Cl wordt zelfs groter wanneer het een anion vormt door het elektron van aluminium te ontvangen. Het aluminiumkation is kleiner dan het oorspronkelijke atoom en heeft een hoog polariserend vermogen dat de elektronenwolk van het chloride-ion aantrekt en vervormt (heeft een hoge polariseerbaarheid ) en vormt een covalente binding in het geval van $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $ ($ \ ce {AlCl3} $ vorm ionisch voor zeer korte tijd) Dat is dus niet het geval in het geval van $ \ ce {Al2O3} $, aangezien de atomaire straal van het oxide-ion niet groot genoeg is om het aluminiumkation het te laten vervormen, waardoor het in ionische binding blijft.

Laten we eerst $ \ ce {AlCl3} $ nemen, aangezien we weten dat aluminium een lading heeft van +3, levert het chloor drie elektronen op ( 1 voor elk chloor). Het chloor dat zich in de tweede periode bevindt heeft een grotere atoomstraal (in vergelijking met zuurstof). Dit wordt zelfs groter wanneer het een anion vormt door het elektron uit aluminium te ontvangen. Het aluminiumkation is kleiner dan het Het originele atoom heeft een hoog polariserend vermogen dat de elektronenwolk van het chloride-ion aantrekt en vervormt (heeft een hoge polariseerbaarheid) en een covalente binding vormt.

Zo is het niet in het geval van $ \ ce {Al2O3} $, aangezien de atoomstraal van het oxide-ion niet groot genoeg is om het aluminiumkation te laten vervormen, waardoor het in ionische binding blijft.

Kortom, $ \ ce {AlCl3} $ vormt in eerste instantie een ionische binding, maar het is een heel kleine overgangstoestand voor ongeveer nanoseconden, dus het vormt snel een covalente binding door het polariserende proces.