Jag stötte på en fråga där typen av bindning för olika oxider uppmanas. Två av dessa är $ \ ce {Al2Cl6} $ och $ \ ce {Al2O3} $.
Jag trodde att kloratomer är mer elektronegativa än syreatomer, så om en av dem är jonisk och den andra är kovalent, säkert skulle klor vara joniskt, eftersom det kanske kan ”riva av” elektronerna från aluminiumatomer.
Detta är uppenbarligen inte fallet enligt svarsnyckeln i denna fråga. Jag skulle vilja veta en förklaring till de joniska / kovalenta egenskaperna hos dessa bindningar.
Kommentarer
- Du trodde fel. Syre är mer elektronegativt.
- kort svar: båda har jämförbar jonisk karaktär, men kloridjoner är stora jämfört med syre, så joniskt gitter med höga koordinationstal kan inte bildas.
Svar
Du har rätt att skillnaden i elektronegativitet är ansvarig för jonbindningarna i aluminium och syre, och normalt skulle det vara fallet med klor också, men $ \ ce {Al2Cl6} $ är en speciell molekyl.
Strukturen för $ \ ce {Al2Cl6} $ kan ses som två aluminiumatomer kovalent bundna till fyra kloratomer vardera. Två av kloratomerna bryter mellan de två aluminiumatomerna. Följande är en möjlig representation:
En speciell typ av bindning kallad 3 centrum 4 elektronbindning finns i strukturen. Dessa bindningar härrör från en kombination av en fylld p-orbital och två halvfyllda p-orbitaler. Detta medför att det finns en fylld bindning och en fylld icke-bindande orbital. Bindningsordningarna mellan varje överbryggande klor och aluminiumatom är 0,5; strukturen av 3 centrum 4 elektronbindningar gör det så att bindningsbanan avlägsnas över båda bindningarna. $ \ ce {Al2Cl6} $ har två av dessa bindningar och de är ansvariga för molekylens kovalenta natur.
Kommentarer
- 3c- 4e-bindningen kräver en linjär geometri kring den centrala atomen. Eftersom bindningen uppstår genom front-on-kombinationer av 3 p-orbitaler. Således kan jag ' inte förstå hur det är här.
- Observera att detta är strukturen för AlCl3 i vätske- och lågtemperaturgasfaserna. I det fasta ämnet är det en skiktad struktur med oktahedrisk koordinerad aluminium, se t.ex. cs.mcgill.ca/~rwest/wikispeedia/wpcd/wp/a/… . I Al203 koordineras också aluminium. Kanske är de inte ' t så annorlunda …
Svar
$ \ ce {Al2Cl6} $ är kovalent eftersom elektronegativitetsskillnaden mellan Al och Cl är 1,5 vilket är mindre än 1,7.
$ \ ce {Al2O3} $ är jonisk eftersom elektronegativitetsskillnaden mellan Al och O är 2,0 vilket är större än 1,7.
Svar
$ \ ce {Al2O3} $ är joniskt på grund av relativ storlek på syre och aluminium och polariserande kraft hos Al, (eftersom vi vet att aluminium har en laddning på +3, ger tre elektroner) vid $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $, det verkar vara kovalent på grund av likheter som bananbindning & större radie av Cl (i kompression till syre). Bananbindning är inte möjlig i $ \ ce {Al2Cl6} $ på grund av Cl-atomens storlek . Radien av Cl blir till och med större när den bildar en anjon genom att ta emot elektronen från aluminium, aluminiumkatjonen är mindre än sin ursprungliga atom och har en hög polariserande effekt som lockar och förvränger kloridjonens elektronmoln (har hög polariserbarhet ) och bildar en kovalent bindning i händelse av $ \ ce {Al2Cl6} $ & $ \ ce {AlCl3} $ ($ \ ce {AlCl3} $ form jonisk under mycket skotttid) Så är inte fallet med $ \ ce {Al2O3} $, eftersom oxidjonens atomradie inte är tillräckligt stor för att aluminiumkatjonen kan förvränga den och därför förblir i jonbindning.
Svar
Låt oss först ta $ \ ce {AlCl3} $, eftersom vi vet att aluminium har en laddning på +3, ger klor tre elektroner ( 1 till varje klor). Det klor som är under den andra perioden har en större atomradie (jämfört med syre). Detta blir till och med större när det bildar en anjon genom att ta emot elektronen från aluminium. Aluminiumkatjonen är mindre än den Den ursprungliga atomen har en hög polariserande kraft som lockar och förvränger kloridjonens elektronmoln (har hög polariserbarhet) och bildar en kovalent bindning.
Så är inte fallet med $ \ ce {Al2O3} $, eftersom oxidjonens atomradie inte är tillräckligt stor för att aluminiumkatjonen kan förvränga den, så att den förblir i jonbindning.
Kort sagt, $ \ ce {AlCl3} $ bildar först en jonbindning men det är verkligen ett litet övergångstillstånd för liknande nanosekunder, så det bildar snabbt en kovalent bindning genom polariseringsprocessen.