KMnO4-struktuur en -kenmerke (13 belangrike feite)


KMnO4 of kaliumpermanganaat word gebruik vir die redokstitrasie met 'n molekulêre gewig van 158.034 g/mol. Kom ons bespreek KMnO4 volledig.

KMnO4 is 'n sterk oksideermiddel, kan dit maklik deur baie spesies geoksideer word en selfreduksie ondergaan deur die oordrag van elektrone. Die teenanioon deel is ook 'n sterk oksideermiddel, Mn word geheg deur die vier O-atome in 'n tetraëdriese deel. Dit is 'n ortorombiese kristal met 'n pers swarterige kleur.

KMnO4 word hoofsaaklik gebruik in die titrasie van oksaalsuur as 'n self-aanwyser, want dit bevat eienskappe kleur pienk. Nou in hierdie artikel moet ons die hibridisasie, Lewis-struktuur, bindingshoek, polariteit en suurheid van die KMnO ken4 met behoorlike verduideliking.

1. Hoe om die KMnO te teken4 struktuur?

Die Lewis-struktuur van enige molekule kan die molekulêre vorm voorspel en die valenselektrone tel. Nou leer ons hoe om die Lewis-struktuur van KMnO te teken4 in 'n paar stappe.

Tel die totale valenselektrone

1st stap is om die totale aantal valenselektrone vir enige molekule te tel terwyl sy Lewis-struktuur geteken word. Die totale aantal valenselektrone vir die KMnO4 is 32 insluitend die valenselektrone van die vier O-atome, en een K- en Mn-atoom onderskeidelik. Ons voeg hulle net bymekaar.

Die keuse van die sentrale atoom

'n Baie belangrike stap om die Lewis-struktuur van die molekule te teken, is om die sentrale atome tussen al die atome te kies. Die Mn word gekies as die sentrale atoom vir die KMnO4. Omdat dit 'n groter grootte het en ook 'n elektropositiewe atoom is, kan dit al die samestellende atome wat dit omring bevat.

Bevredig die oktet

 In enige molekule moet ons die oktet van elke atoom nagaan. In die KmnO4, Mn het sy oktet voltooi deur bindings met O te maak deur elektrone te deel. Elke O-atome maak twee bindings met Mn om twee elektrone te deel en het sy oktet voltooi. Selfs s blokelement K deel ook sy elektron met O om ook sy oktet te voltooi.

Bevredig die valensie

Tydens die bindingsvorming om die oktet te voltooi, moet elke atoom bevredig word deur sy stabiele valensie. Mn het 'n stabiele valensie is 7 en dit maak sewe bindings met vier O-atome. O word twee bindings gemaak om sy divalensie te bevredig, en K maak slegs een binding aangesien dit stabiel is deur sy monovalensie.

Ken die eensame pare toe

Nadat die vereiste binding tussen die atoom gevorm is, het sommige meer oortollige elektrone in die valensieskil. Daardie elektrone bestaan ​​as eensame pare oor daardie spesifieke atoom en neem deel aan die ander bykomende reaksies. In die KMnO4 molekule, slegs elke O bevat twee pare alleenpare.

2. KMnO4 valenselektrone

Elektrone wat in die buitenste orbitaal van atome teenwoordig is, word valenselektrone genoem, wat betrokke is by bindingsvorming met ander. Tel nou die valenselektrone van KMnO4.

Die totale aantal valenselektrone vir die KMnO4 molekule is 32 en vir K-, Mn- en vier O-atome is die valenselektrone saam dieselfde getal, dus kan ons sê dat die valenselektrone van die molekule die som van die valenselektrone van elke atoom in daardie molekule is.

  • Die valenselektrone vir die K is 1 (dit behoort aan die IA-groep)
  • Die valenselektrone vir die Mn is 7 (behoort aan die d-blokelement)
  • Die valenselektrone vir elke O-atoom is 6 (behoort aan groep VIA)
  • Nou, totale valenselektrone vir die KMnO4 is 1+7+ (4*6) = 32

3. KMnO4 alleenpare

Eensame pare neem deel aan die bykomende reaksie, maar nie in bindingsvorming nie, teenwoordig in valenselektrone. Kom ons tel die totale eensame pare KMnO4.

Daar is 'n totaal van 8 pare alleenpare teenwoordig oor die KMnO4. Al die alleenpare kom slegs van die O-werf af. O bevat ses valenselektrone en onder hulle word slegs twee in die bindingsvorming gebruik, dus bestaan ​​die oorblywende vier elektrone as alleenpare bo O. K en Mn het hier nul alleenpare.

  • alleenpare word bereken deur die formule, alleenpare = aantal elektrone teenwoordig in die valensorbitaal – aantal elektrone neem deel aan die bindingsvorming.
  • Die alleenpare oor die Mn is 7-7 = 0
  • Die alleenpare oor die K is, 1-1 = 0
  • Die alleenpare oor elke O-atoom is 6-2 = 4
  • Dus, die totale alleenpare teenwoordig oor KMnO4, waar vier O-atome teenwoordig is, 4*2 = 8 pare of 16 alleenpare elektrone.

4. KMnO4 vorm

Die vorm van die molekule word bepaal deur die korrekte oriëntasie van die sentrale atoom en die omliggende atome vermy afstoting. Kom ons voorspel die vorm van die KMnO4.

Die vorm van die molekule vir KMnO4 is tetraëdraal wat in die volgende tabel getoon kan word.

Molekulêre
Formule
Aantal van
verbandpare
Aantal van
alleenpare
Vorm  meetkunde    
AX10lineêre  lineêre
AX2        20lineêre  lineêre  
AX       11lineêre  lineêre  
AX330Driehoekig
planêre
Driehoekig
planêre
AX2E     21gebuigDriehoekig
planêre
AX2     12lineêre  Driehoekig
planêre
AX440tetraëdriesetetraëdriese
AX3E     31Driehoekig
piramidale        
tetraëdriese
AX2E2                2gebuigtetraëdriese
AX3                     13lineêre  tetraëdriese
AX550trigonaal
bipiramidaal
trigonaal
bipiramidaal
AX4E     41wipplanktrigonaal
bipiramidaal
AX3E2    32t-vormig         trigonaal
bipiramidaal
AX2E3    23lineêre   trigonaal
bipiramidale
AX660oktaëdrieseoktaëdriese
AX5E     51             vierkante
piramidale   
oktaëdriese
AX4E2                    42vierkante
piramidale 
oktaëdriese
VSEPR Tabel
KMnO4 Molekulêre vorm

VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) teorie bepaal die geometrie van die molekule. Die AX4 tipe molekule het tetraëdriese geometrie of vierkantige beplanner. Maar in tetraëdriese meetkunde is daar minder steriese afstoting as vierkantbeplanner omdat hul bindingshoek hoër is.

5. KMnO4 hoek

Die bindingshoek word gemaak deur die samestellende atome deur behoorlike oriëntasie van hulle in die aangenome meetkunde. Kom ons bereken die bindingshoek vir KMnO4.

Die perfekte bindingshoek vir die KMnO4 tetraëdriese molekule is 109.50 volgens die VSEPR-teorie, vir die bindingshoek bestaan ​​die tetra-gekoördineerde molekule sonder steriese afstoting, anders sal daar baie steriese druk kom. Om steriese afstoting te vermy, maak die tetraëdriese molekule daardie bindingshoek.

KMnO4 Bindingshoek
  • ons kan ook die bindingshoekwaarde bereken deur die hibridisasiewaarde van die sentrale atoom.
  • Die bindingshoekformule volgens Bent se reël is COSθ = s/(s-1).
  • Die sentrale atoom Mn is sd3 gehibridiseer, dus is die s-karakter hier 1/4rd
  • Dus, die bindingshoek is, COSθ = {(1/4)} / {(1/4)-1} =-( 1/3)
  • Θ = COS-1(-1/3) = 109.50

6. KMnO4 verbastering

Die d-orbitaal van Mn en p-orbitaal van O is nie versoenbaar vir binding nie, daarom ondergaan hulle hibridisasie vir behoorlike binding. Kom ons kyk na die verbastering van KMnO4.

Die sentrale Mn-atoom in die KMnO4 is sd3 gehybridiseer, wat deur die volgende tabel bevestig kan word,

struktuur   verbastering
waarde  
Toestand van
verbastering
van sentrale atoom
Bindingshoek
1.Lineêr         2         sp /sd / pd1800
2.Beplanner
trigonaal      
3sp2                   1200
3.Tetraëdraal 4sd3/ sp3109.50
4.Trigonaal
bipiramidaal
5sp3d/dsp3900 (aksiaal),
1200(ekwatoriaal)
5.Oktaedraal   6        sp3d2/d2sp3900
6.Vyfhoekig
bipiramidaal
7sp3d3/d3sp3900, 720
Hibridiseringstabel
  • Nou kan ons die hibridisasie van die Mn bereken deur die formule, H = 0.5(V+M-C+A),
  • Dus, die verbastering van sentrale Mn is, ½(4+4+0+0) = 8 (sd3)
  • Een s orbitale en drie d orbitale van Mn is betrokke by die hibridisasie.
  • Die dubbelbinding en alleenpare word nie by die verbastering ingesluit nie.
  • Die bindingshoekwaarde het ook die hibridisasiewaarde van die Mn bevestig.

7. KMnO4 oplosbaarheid

Die oplosbaarheid van KMnO4 hang af van die bindingsdissosiasie-energie tussen Mn en dubbelgebonde O-atome. Kom ons kyk of dit oplosbaar is in water of nie.

KMnO4 is oplosbaar in water omdat dit geneig is tot hidrolise deur die breek van die Mn- en O-dubbelbinding. Die dπ -pπ bindings tussen O en Mn is nie so sterk nie, dus kan hulle deur die hidrasie-energie verbreek word en dit dissosieer in 'n watermolekule. Maar die oplosbaarheid van KMnO4 is nie so hoog in water nie.

Afgesien van water kan dit oplosbaar wees in,

  • Sterk anorganiese suur soos HCl,
  • 'n Organiese nie-polêre molekule soos CCl4 ens.

8. Is KMnO4 vaste of vloeibare?

Die fisiese toestand van KMnO4 hang af van die sterkte van die binding en die samestellende atome wat daarin teenwoordig is by 'n bepaalde temperatuur. Kom ons kyk of dit solied is of nie.

KMnO4 is 'n soliede molekule, dit verskyn as 'n pers-swarterige kristallyne molekule omdat daar drie dubbelbindings in die molekule teenwoordig is, so die molekule is baie sterk en hard. Die roosterstruktuur bevat ook ortorombiese kristal wat baie sterk van aard is, dus bestaan ​​dit as 'n vaste stof.

Alhoewel dit solied is, is die hidrasie-energie meer as bindingsentalpie en kan dit teen 'n hoër temperatuur vloeibaar gemaak word, kan dit vloeibaar gemaak word.

9. Is KMnO4 polêr of nie-polêr?

Die polariteit van die KMnO4 hang af van die struktuur wat dit aanneem en ook die elektronegatiwiteitsverskil tussen Mn en O. kom ons kyk of dit polêr is of nie.

KMnO4 is 'n polêre molekule omdat dit asimmetriese tetraëdriese geometrie rondom die sentrale Mn aanneem. Om hierdie rede kanselleer die dipoolmoment tussen O tot Mn nie uit nie en is daar een of ander resulterende dipoolmoment wat teenwoordig sal wees. Die elektronegatiwiteitsverskil is ook tussen O en Mn waargeneem.

 Die bindingshoek speel ook hier 'n beduidende rol in die polariteit van die molekule. As gevolg van daardie bindingshoek en elektronegatiewe verskil maak die molekule polêr.

10. Is KMnO4 suur of basis of sout?

Vir 'n vaste molekule om sy suurheid te kontroleer, moet ons dit in water oplos en dan die pH van die oplossing nagaan. Kom ons kyk of KMnO4 suur is of nie.

Die waterige oplossing van KMnO4 is nie suur of basies nie, dis neutraal omdat daar geen suur proton of basiese OH is nie- nie teenwoordig in die molekule nie, wanneer dit geïoniseer word, word net permanganaatioon saam met kaliumkation gevorm. Beide die ione is neutraal van aard gebaseer op suurheid. Dit is dus 'n neutrale sout.

Dit kan as sout eerder as suur of basis optree, maar in die oplossing is dit steeds neutraal van aard.

11. Is KMnO4 elektroliet?

Die aard van die stof wanneer dit toon dat elektroliete gedissosieer is in ione wat elektrisiteit deur die oplossing dra. Kom ons kyk of KMnO4 is 'n elektroliet of nie.

Die KMnO4 is 'n sterk elektroliet omdat dit in twee hoogs geleidende ione gedissosieer kan word, een is K+ en die ander is permanganaat. Permanganaatione is meer stabiel en hoogs geleidend as gevolg van hul resonerende aard. K+ het hoër mobiliteit en hoër ladingdigtheid om die elektrisiteit baie vinnig in te voer.

12. Is KMnO4 ionies of kovalent?

Die aard van die band van die KMnO4 hang af van die deel van elektrone en Fajan se reël van polariseerbaarheid. Kom ons kyk of dit ionies of kovalent is.

KMnO4 is 'n kovalente molekule omdat die binding tussen hulle gevorm word deur die hibridisasie van die sentrale Mn-atoom en ook elektrone deel deur die hibridisasie van d- en s-orbitale. Maar die binding wat deur die O en K gevorm word deur die ioniese interaksie en die interaksie is baie sterk.

Aan die ander kant, as gevolg van reël polarisasie, bevat dit 'n paar % van ioniese karakters ook en daar sal ioniese interaksie teenwoordig kaliumioon en permanganaat ioon wees.

13. Is KMnO4 'n anorganiese verbinding?

'n Molekule is anorganies dit hang af van watter atome in die molekuul teenwoordig is of dit C of ander elemente is. Kom ons kyk of KMnO4 anorganies is of nie.

KMnO4 is 'n suiwer anorganiese verbinding omdat dit slegs uit K-, Mn- en O-atome bestaan, is daar geen koolwaterstofdeel in die molekule teenwoordig nie. Die koolwaterstofdeel bestaan ​​slegs uit C- en H-atome en geen ander element sal teenwoordig wees nie, maar anders as die KMnO4 daar is 'n ander element teenwoordig behalwe C en H.

Die organiese molekule bevat nie altyd net C en H nie, dit bevat O, N, S en halogeen as hetero-atome, maar daar moet 'n koolwaterstofdeel wees waar C en H 'n direkte binding maak.

Gevolgtrekking

Kaliumpermanganaat is 'n sterk oksideermiddel en dit kan met baie organiese funksionaliteit geoksideer word, om hierdie rede kan dit in baie organiese sinteses gebruik word. Dit word in analitiese chemie as 'n redoks gebruik titreer en die bepaling van die sterkte van oksaalsuur KMnO4 word gebruik en dit dien hier as 'n selfaanwyser.

Biswarup Chandra Dey

Hi......ek is Biswarup Chandra Dey, ek het my Meestersgraad in Chemie voltooi. My spesialiseringsgebied is Anorganiese Chemie. Chemie gaan nie net oor lees reël vir reël en memorisering nie, dit is 'n konsep om op 'n maklike manier te verstaan ​​en hier deel ek met jou die konsep oor chemie wat ek leer omdat kennis die moeite werd is om dit te deel.

Onlangse plasings