N2O5 Lewis-struktuur en -kenmerke (13 volledige feite)


2O5 of distikstofpentaoksied is 'n sterk oksideermiddel met 'n molekulêre gewig van 108.01 g/mol. Kom ons bespreek die molekulêre eienskap van N2O5 volledig.

N2O5 is 'n stikstofoksied waar N sy +5 oksidasietoestand het wat maksimum is in die stabiele vorm. Die molekule bestaan ​​as 'n ioonskeidingsvorm, elke N bevat positiewe lading en twee O bevat negatiewe lading. Dit is baie onstabiel en reaktief as gevolg van elektronegatiewe atome teenwoordig in die molekule.

N2O5 is 'n goeie reagens vir organiese chemie om die nitrogroep in enige molekule te inkorporeer, dus kan dit in baie organiese reaksies gebruik word. Nou sal ons die molekulêre eienskap tesame met Lewis-struktuur, hibridisasie en polariteit van N bespreek2O5 in detail in die volgende afdeling met behoorlike verduideliking.

1. Hoe om die N te teken2O5 lewis struktuur?

Met behulp van die oktetreël, valensie en valenselektrone kan ons die Lewis-struktuur van die N teken2O5 in 'n paar stappe. Kom ons teken die Lewis-struktuur van N2O5.

Tel die valenselektrone

In die eerste stap om Lewis se struktuur te teken, moet die totale valenselektrone getel word. Om valenselektrone vir 'n molekule te tel beteken om die valenselektrone vir individuele atome te tel. Die totale valenselektrone vir die N2O5 is 40 waartoe N en O hul valenselektrone bydra.

Die keuse van die sentrale atoom

2nd stap vir die teken van die Lewis-struktuur is kies een atoom as die sentrale atoom onder al die en ander atome moet deur 'n binding met daardie sentrale atoom verbind word. N word hier as die sentrale atoom gekies omdat dit 'n groter grootte en minder elektronegatiwiteit as O het, beide N-atome is hier sentraal.

Bevredig die oktet

Elke atoom in die N2O5 bevredig tot oktet deur die valensiedop met elektrone te voltooi. N en O voltooi albei hul valensieskil met 8 elektrone aangesien hulle aan die p-blok behoort. Die totale elektrone benodig vir oktet in N2O5 is 7*8 = 56 en daardie aantal elektrone word opgehoop deur bindings te deel.

Bevredig die valensie

Tydens die bindingsvorming deur die oktet te bevredig, moet elke atoom deur sy stabiele valensie bevredig word. Die elektrone wat per oktet benodig word, word vervul deur hul valensie om bindings te maak. Die oortollige elektrone moet deur ekstra bindings geakkommodeer word en daardie bindings moet geregverdig word deur stabiele valensie van elke atoom.

Ken die eensame pare toe

Nadat die geskikte bindings deur die atome gemaak is as oortollige elektrone in die valensorbitaal teenwoordig is, word dit as alleenpare oor die spesifieke atoom toegeken. N maak meer bindings as sy valensie, so dit bevat geen alleenpare nie maar elke O-atoom bevat vier alleenpare elektrone.

N2O5 Lewis-struktuur

2. N2O5 valenselektrone

Valenselektrone vir die N2O5 is die kombinasie van die valenselektrone van N sowel as O. Kom ons tel die totale aantal valenselektrone teenwoordig in N2O5.

N2O5 het 46 valenselektrone waar beide N en vyf O hul valenselektrone individueel bydra. Die elektroniese konfigurasie van N en O is [He]2s22p3 en [Hy] 2s22p4 onderskeidelik. Dus, valenselektrone wat elke N tel, het 5 en O het 6 elektrone en dan saamgevoeg om valenselektrone te kry.

  • Die valenselektrone wat bydra tot N is, 5 (bevestig deur die elektroniese konfigurasie)
  • Die valenselektrone wat bydra tot O is, 6 (bevestig deur die elektroniese konfigurasie)
  • Die totale aantal valenselektrone vir twee N en vyf O vir N2O5 is, (5*2) + (6*6) = 46.

3. N2O5 alleenpare

In die N2O5 slegs die O-atoom bevat alleenpare, maar N bevat geen alleenpare hier nie. Kom ons bereken die alleenpare oor die N2O5.

N2O5 bevat 10 pare alleenpare en al die alleenpare is oor slegs vyf O-atome teenwoordig. Omdat elke O meer elektrone as valenselektrone as bindingselektrone het, laat N bindings sy valensie oorskry sodat dit nie elektrone het om as alleenpare te bestaan ​​nie. Voeg hulle bymekaar om die totaal van alleenpare te kry.

  • Die totale eensame pare teenwoordig in die N2O5 moet bereken word deur die formule, alleenpare = elektrone teenwoordig in die valensorbitaal – elektrone betrokke by die bindingsvorming.
  • Die alleenpare teenwoordig oor die N atome is 5-4 = 1
  • Die alleenpare teenwoordig oor die O-atome is 6-2 = 4
  • Die alleenpare teenwoordig oor die terminale O-atome is 7-1 = 6
  • Dus, die totale eensame pare teenwoordig oor die N2O5 is 4*2 + 6*2 = 20 elektrone wat 10 pare alleenpare beteken.
  • N het net een elektron oor, so dit het geen paar elektrone nie.

4. N2O5 oktetreël

In die N2O5 molekule, N en O volg die oktet tydens die bindingsvorming deur hul valensdop te vervul. Laat weet ons van die oktet van N2O5.

Die elektrone benodig vir die oktet van N2O5 is 56, en die valenselektrone is 46 so, die oormaat 56-46 = 10 elektrone moet gevul word deur die 10/2 = 5 bindings, maar in die N2O5 sal daar 8 bindings teenwoordig wees as gevolg van bevredig hul valensie, alhoewel N voldoen sy oktet as gevolg van valensie dit kry 'n positiewe lading.

Die terminale O-atome maak net een binding, daarom kry dit meer elektrone in sy valensieskil en om hierdie rede kry dit 'n negatiewe lading, maar die valensie word nie hier bevredig nie. O het stabiele divalensie, maar terminale O-atome maak net een binding en kry 'n negatiewe lading daaroor om oktet te voltooi.

5. N2O5 vorm

Die molekulêre vorm van die N2O5 is die oriëntasie van die N- en O-atome deur die regte rangskikking om 'n bepaalde vorm te kry. Kom ons voorspel die vorm van N2O5.

Die molekulêre vorm van die N2O5 is trigonaal plat om beide sentrale N-atome wat deur die volgende tabel bevestig 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
N2O5 Molekulêre vorm

N2O5 is 'n BYL3 tipe molekule omdat dit drie-gekoördineerd is en volgens VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) teorie, die molekule van AX3 aangeneem trigonale planêre geometrie as daar geen alleenpare teenwoordig is oor die sentrale atoom soos N nie2O5.

6. N2O5 hoek

Die hoek wat gemaak word deur die atome in spesifieke meetkunde is die korrekte rangskikking van die atoom sonder steriese afstoting. Kom ons bereken die bindingshoek van N2O5.

Die NIE-bindingshoek is 1120 in die N2O5 molekule omdat dit 'n trigonale planêre molekule is en vir hierdie tipe molekule is die algemene bindingshoek 1200. Maar daar is 'n afstoting tussen eensame pare en bindingspare om hierdie rede verander die molekule sy bindingshoek na sodanig dat afstoting tot die minimum beperk sal word.

N2O5 Bindingshoek
  • Die bindingshoek kan uit die hibridisasiewaarde van die sentrale atoom bereken word.
  • Die bindingshoekformule volgens Bent se reël is COSθ = s/(s-1).
  • Die sentrale atoom N is sp2 gehibridiseer, dus is die s-karakter hier 1/3rd
  • Dus, die bindingshoek is, COSθ = {(1/3)} / {(1/3)-1} =-(½)
  • Θ = COS-1(-1/2) = 1200
  • Maar weens steriese redes het die bindingshoek van sy werklike waarde tot 112 afgeneem0.

7. N2O5 formele aanklag

Die teenwoordigheid van lading oor enige atoom in 'n molekule word bepaal deur die formele lading deur gelyke elektronegatiwiteit aan te neem. Kom ons bereken die formele heffing vir N2O5.

Die formele aanklag van die N2O5 molekule is nul, maar die N en terminale O het 'n lading oor hulle, so daar is 'n gelyke en teenoorgestelde lading teenwoordig wat die molekule kan neutraliseer. Maar afsonderlik is daardie atome gelaai of lading is teenwoordig oor daardie atome in die N2O5. So, hul band sal meer polêr wees.

  • Die formele aanklag van die N2O5 kan bereken word deur die formule, FC = Nv - NLP -1/2 Nbp
  • Die formele lading teenwoordig oor elke N-atoom is, 5-0-(8/2) = +1
  • Die formele lading oor elke terminale O-atoom is, 6-6-(2/2) = -1
  • Die formele lading oor dubbelgebonde O-atoom is, 6-4-(4/2) = 0
  • Dus, daar is twee N wat +1 formele lading bevat en twee O wat -1 formele lading bevat, sodat hulle mekaar deur hul formele lading kan neutraliseer en die molekule neutraal maak.

8. N2O5 verbastering

Alhoewel N en O aan dieselfde behoort, is die orbitale energie anders en om hierdie rede ondergaan hulle hibridisering om 'n behoorlike binding te maak. Kom ons kyk na die verbastering van N2O5.

Die sentrale N in die N2O5 is sp2 gehybridiseer en dit kan deur die volgende verhaal bevestig 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
N2O5 verbastering
  • Ons kan die hibridisasie bereken deur die konvensie formule, H = 0.5(V+M-C+A),
  • Dus, die verbastering van sentrale N is, ½(4+2+0+0) = 3 (sp2)
  • Een s orbitaal en twee p orbitale van N is betrokke by die hibridisasie.
  • Die dubbelbinding tussen N en O is nie betrokke by die hibridisasie nie.

9. N2O5 oplosbaarheid

Om die oplosbaarheid van N te kontroleer2O5 ons het verskillende soorte oplosmiddels gebruik waar hulle ten volle kan dissosieer en oplosbaar word. Nou sien ons die oplosbaarheid van N2O5.

N2O5 is nie oplosbaar in water nie eerder reageer dit met water om salpetersuur te vorm. Omdat distikstofpentoksied 'n gasmolekule is en vir 'n gasmolekule is dit baie moeilik om oplosbaar in polêre watermolekules eerder geadsorbeer te word, maar hier kan dit met 'n watermolekule reageer om 'n suurmolekule te vorm.

N2O5 kan oplosbaar wees in ander volgende oplosmiddels

  • Onbeduidend in CCl4
  • Gedeeltelik oplosbaar in CHCl3
  • Of enige organiese oplosmiddel

10. Is N2O5 vaste of vloeibare?

Die fisiese toestand van die N2O5 hang af van die kragaantrekking tussen die atome en die temperatuur wat toegepas word. Kom ons kyk of N2O5 is solied of vloeibaar.

N2O5 is 'n soliede molekule, kom dit voor as 'n wit vaste stof omdat die oksied meer dubbelbindings bevat, dus is die van der Waal se aantrekkingskrag baie hoog hier en al die atome is naby teenwoordig. Dit kan dus as 'n vaste vorm by kamertemperatuur bestaan.

In die vaste vorm neem dit 'n seskantige kristalstruktuur aan en hierdie soort kristal is nie so sterk nie, so dit kan by normale temperatuur smelt, daarom is sy smeltpunt baie laag.

11. Is N2O5 polêre of nie-polêr?

Die polariteit van die molekule hang af van die resulterende dipool-momentwaarde en elektronegatiwiteitsverskil tussen atome. Kom ons kyk of N2O5 polêr is of nie.

N2O5 is polêr omdat dit 'n permanente dipoolmoment met waarde 1.4 het. Hierdie permanente dipoolmoment ontstaan ​​as gevolg van die elektronegatiwiteitsverskil tussen N- en O-atome en dit is ook 'n asimmetriese molekule sodat die rigting van die dipoolmoment nie teenoor ander kan wees nie. Dus, die molekule is polêr.

As gevolg van die elektronegatiwiteitsverskil is daar 'n dipool-momentvloei wat plaasvind vanaf elektropositiewe N na elektronegatiewe O-atome. Maar die rigting van die dipoolmoment is onafhanklik van ander en skep hier 'n permanente dipoolmoment.

12. Is N2O5 suur of basies?

Die suur of basiese aard van oksied word bepaal wanneer dit met water reageer en watter tipe molekule gevorm word. Kom ons kyk of dit suur of basies is.

N2O5 is 'n suur oksied, want wanneer dit met water reageer, het dit salpetersuur gevorm, wat 'n sterk suur is. Ook die oksidasietoestand van N is hier +5, dus bestaan ​​dit by sy hoër oksidasietoestand en in hoër oksidasie kan dit nie verder geoksideer word nie en tree dit as suur op. Ook nie-metaaloksiede is suur.

Maar volgens die Arrhenius-teorie kan dit nie vrygestel word nie+ of OH- aangesien dit beide ione ontbreek, is dit self nie suur of basies nie.

13. Is N2O5 elektroliet?

Om die elektrolitiese aard van die N na te gaan2O5 ons moet die ionisasiemeganisme van die molekule in 'n waterige oplossing sien. Kom ons kyk of N2O5 is 'n elektroliet of nie.

N2O5 is nie 'n elektroliet nie, want wanneer dit in water opgelos word, begin dit daarmee reageer en vorm 'n ander molekule. Ons kan dus nie die ionisasiemeganisme van die N voorspel nie2O5 in 'n waterige oplossing. Ons kan dus nie aflei of dit 'n elektroliet is of nie, want dit kan nie in water oplosbaar is nie.

Maar die suur wat dit salpetersuur vorm, kan in die waterige oplossing gedissosieer word om gelaaide deeltjies te vorm en kan elektrisiteit dra, so sy produk deur reaksie van water kan 'n elektroliet wees.

14. Is N2O5 ionies of kovalent?

'n Molekule is kovalent of ionies tot bekend aan sy bindingsmeganisme, of dit gevorm word deur elektrone te deel of elektronskenking. Kom ons kyk of dit ionies of kovalent is.

N2O5 is 'n suiwer kovalente molekule omdat dit gevorm word deur die verdeling van die elektrone tussen N- en O-atome, alhoewel daar 'n gedeeltelike polêre karakter in die binding teenwoordig is aangesien albei elektronegatiewe atome is. Maar die sentrale N ondergaan verbastering om die regte kovalente binding te maak.

Volgens Fajan se reël is geen molekule % kovalent of ionies nie, die ioniese molekule kan kovalent wees of omgekeerd, dit hang af van die teorie van polarisasie.

Gevolgtrekking

Distikstofpentaoksied is 'n baie gevaarlike en onstabiele oksied. Dit kan met verskillende tipes molekules reageer en in organiese chemie kan dit die nitrogroep in ander funksionaliteit inkorporeer. Die N is in 'n + oksidasietoestand, dus kan dit ook as 'n sterk oksideermiddel gebruik word.

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