ZnO-struktuur en -kenmerke (15 belangrike feite)


ZnO is die chemiese formule van sinkoksied en is algemeen bekend as sinkwit of kalamien. By hierdie aansluiting bespreek ons ​​kort besonderhede oor ZnO-struktuur.

ZnO kan polimorfisme toon en het drie verskillende strukture, naamlik rotsoutstruktuur, wurtzietstruktuur en sinkmengselstruktuur. Die wurtzietstruktuur van ZnO is die mees stabiele struktuur termies. ZnO is die metaal en nie-metaal elemente kombinasie wat 'n ioniese verbinding vorm.

ZnO wurtzite toon 'n seskantige geslote - verpakte rangskikking. Die ZnO sinkmengselstruktuur kan stabiel wees as ons sy kubieke substrate groei. Die kleur van die rou sinkoksied is grysgeel en in korrelvorm met geen reuk nie. Ons bespreek meer kortliks valenselektrone, vorm, bindingshoek, alleenpare en verskeie kenmerke van ZnO-struktuur met 'n paar ander feite.

Hoe om ZnO-struktuur te teken?

Hieronder bespreek ons ​​die besonderhede om die te teken ZnO Wurtzite struktuur hieronder gegee.

Wurtzite struktuur van ZnO:

  • ZnO-struktuur is saamgestel uit Zn2+ en O2- ione.
  • Dit het 'n seskantige geslote pakking (HCP) rangskikking van Zn2+ en O2- ione.
  • Dit het 6 atome teenwoordig per eenheidsel.
  • In die HCP-struktuur het dit 6 oktaëdriese leemtes en 12 tetraëdriese leemtes.
  • Die Zn2+ katione dek 75% oktaëdriese terreine en ½ tetraëdriese terreine in 'n seskantige geslote pakkingstruktuur.
  • Die O2- anione is teenwoordig by die hoeke en vlakke van die seshoek
  • Beide die Zn- en O-atome het koördinasienommer 4.
  • Elke Zn2+ katioon word omring deur 4 O2- anione en elke O2- anioon omring deur 4 S2+ katioene.
  • Dit het alternatiewe lae Zn2+ en O2- ione dws O2-, Zn2+, OF2-, Zn2+, en so aan. Dit vorm dus 'n ABAB-tipe struktuur.
  • Dit het 2 asimmetriese eenhede in sy eenheidsel van HCP.
ZnO kristalstruktuur

ZnO-struktuur valenselektrone

Die buitenste dop of orbitaal van 'n element bevat elektrone wat daarin teenwoordig is, wat valenselektrone genoem word. Kyk na die kort bespreking oor die ZnO-valenselektrone.

Die ZnO-struktuur bevat 'n totaal van 8 elektrone. Twee hoofelemente is betrokke by die vorming van ZnO, naamlik sink- en suurstofatome. Die Zn-metaalatoom kom in die 12de groep voor en bevat 2 valenselektrone. Net so het die O nie-metaalatome teenwoordig in die 16de groep 6 valenselektrone in hulle.

Hieronder word verduidelikings en stappe gegee om die valenselektrone van die ZnO-struktuur te bereken.

  • Die suurstofatoom het valenselektrone is = 06 x 01 (O) = 06
  • Die sinkatoom het valenselektrone is = 02 x 01 (Zn) = 02
  • Die totale valenselektrone op ZnO-struktuur is = 02 (O) + 06 (Zn) = 08
  • Die algehele elektronpare teenwoordig in die ZnO-struktuur word bepaal deur die valenselektrone daarvan te deel deur 2 = 8 / 2 = 4
  • Die ZnO-struktuur bevat dus 'n totaal van 8 valenselektrone en 'n totaal van 4 elektronpare.

ZnO-struktuur alleenpare

Die ongedeelde of nie-bindende elektrone van 'n atoom of molekule word eensame paar elektrone genoem. Kom ons bespreek die ZnO-eenpaarelektrone hieronder.

Die ZnO bevat agt eensame pare elektrone. Dit bevat agt valenselektrone. Daar is 'n verlies en wins van 2 elektrone tussen Zn (verlies) en O (wins) atome wat ZnO 'n ioniese spesie maak. Dit kan nie 'n sterk kovalente binding vorm deur elektrondeling nie en het geen bindingspare nie.

Die ZnO-struktuur alleenpaar elektronberekening word verduidelik in die onderstaande gegewe volgende stappe.

  • Eenpaar elektrone op ZnO is = Valenselektrone van ZnO  (V. E) – Aantal verbande / 2
  • Die alleenpaar elektron op Zn-atoom is = 0 (V. E) – 0 (bindings) / 2 = 0
  • Die eensame paar elektrone op O-atoom is = 8 (V. E) – 0 (bindings) / 2 = 8
  • Daarom bevat die ZnO-struktuur 'n totaal van 8 eensame paar elektrone.

ZnO struktuur vorm

Die atoomrangskikking van molekules in 'n definitief geslote pak manier wat 'n vorm vorm, staan ​​bekend as molekulêre vorm. Kyk hieronder vir besonderhede oor die ZnO-vorm en -meetkunde.

Die ZnO toon lineêre en tetraëdriese vorms. In in ooreenstemming met die VSEPR-teorie is ZnO 'n diatomiese verbinding bestaan ​​uit slegs twee atome daarin. Dit het AX generiese formule wat die lineêre geometrie en vorm van ZnO toon.

Volgens die kristallografie-konsep toon die ZnO-verbinding die sfaleriet- en wurtziet-kristalstrukture. Dit toon dus tetraëdriese meetkunde en vorm in sy eenheidsel.

ZnO struktuur hibridisasie

Die atoomorbitale van atome of molekules word met mekaar gemeng om 'n nuwe hibriede orbitaal met soortgelyke energie te produseer, word hibridisasie genoem. Kyk na die besonderhede van ZnO-hibridisasie.

Die ZnO-molekule toon 's' en 'sp3' hibridisasies. Aangesien die ZnO molekules twee verskillende vorms toon, naamlik lineêr en tetraëdries. 's' hibridisasie van ZnO is te wyte aan die diatomiese aard met twee atome wat langs mekaar geheg is. 'sp3' hibridisasie van ZnO is as gevolg van sy koördinasienommer 4.

Elke Zn2+ ioon omring met 4 O2- en elke O2- omring met 4 Zn2+ ione op die hoeke van a gereelde tetraëder. Die Zn- en O-atoomorbitale word oorvleuel en met mekaar gemeng en produseer 'n nuwe 'sp3' hibriede orbitale van ekwivalente energie.

ZnO struktuur hoek

Die alternatiewe bindings agter die sentrale atoom vorm 'n hoek of gaping wat bekend staan ​​as die bindingshoek. Kom ons kyk na die kort gedetailleerde beskrywing van die ZnO-molekulebindingshoek.

Die ZnO het 180 - grade en 109.5 - grade bindingshoeke. Die 180 - grade bindingshoek is teenwoordig in die lineêre geometrie van die ZnO kristalstruktuur, terwyl die 109.5 - grade bindingshoek teenwoordig is in die tetrahedrale geometrie van die ZnO kristalstruktuur.

Is ZnO solied of gas?

Die verbindings wat geslote - gepakte rangskikkings van atome het en hard van aard is, word vaste verbindings genoem. Kom ons kyk of ZnO 'n vaste stof of 'n gasvormige verbinding is.

ZnO is 'n vaste verbinding. Die Zn2+ en O2- ione word dig met mekaar gepak met 'n effense kovalente binding as gevolg van die oorvleueling van atoomorbitale van Zn- en O-atome. Dit vorm ook 'n kristalstruktuur as wurtzietstruktuur en is beskikbaar in soliede grysgeel of wit korrelvorm poeier.

Is ZnO oplosbaar in water?

Die afhanklikheid van opgeloste stof om teen sy maksimum hoeveelheid in wateroplossing opgelos te word, word die oplosbaarheid van water genoem.

ZnO-verbinding is onoplosbaar in water. As ons ZnO byvoeg water vorm dit 'n troebel oplossing en sit uiteindelik onder. ZnO het meer roosterenergie as sy hidrasie-energie. Die bindings tussen ZnO-verbindings kan dus nie losmaak om 'n waterstofbinding met watermolekules te vorm nie en bly onoplosbaar.

Is ZnO polêr of nie-polêr?

Die elektronverspreiding en die simmetrie van atome en die teenoorgestelde lading daarop bepaal die polêre of nie-polêre molekule. Kom ons kyk of ZnO polêr of nie-polêr is.

Die ZnO-verbinding is polêr van aard. Dit het die elektronegatiwiteitsverskilwaarde van 1.79 tussen Zn- en O-atome. Dit wys dat ZnO 'n hoogs polêre verbinding is. Dit toon geen ekwivalente elektronverspreiding op beide Zn- en O-atome nie, aangesien dit 'n asimmetriese vorm en meetkunde.

Al die elektrondigtheid trek na meer elektronegatiewe O-atoom. Genereer dus die netto dipole daarop wat twee teenoorgestelde ladings vorm, dws gedeeltelike positiewe lading op Zn-atome en gedeeltelike negatiewe lading op O-atome wat bevestig dat dit 'n polêre molekule is.

Is ZnO molekulêre verbinding?

Die verbindings wat sigma kovalente sterk bindings met die teenwoordigheid van verskillende klein molekules bevat, word molekulêre verbindings genoem. Kom ons kyk of ZnO molekulêr is of nie.

ZnO is nie 'n molekulêre verbinding nie. Dit is 'n ioniese verbinding. Dit kan geen sterk sigma kovalente binding bevat nie, want dit het 'n sterk ioniese binding as gevolg van die uitruil van elektrone met mekaar. Sy molekulêre formule toon ook nie die teenwoordigheid van klein ander molekules daarin nie.

Is ZnO suur of basis?

Die protonontvanger toon basiese aard en die protonskenker toon suur aard van verbindings. Hieronder het ons 'n kort bespreking oor of ZnO suur of 'n basis van aard is.

ZnO toon nie suur of basiese aard nie. Dit is 'n natuurlike sout. Dit is 'n metaaloksied wat onder amfoteriese oksiede kom en met beide suur- en basisverbindings soos soutsuur (HCl) en natriumhidroksied (NaOH) reageer. Die reaksies van ZnO met HCl suur en NaOH basis word hieronder gegee.

ZnO (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl2 (s) + H2O (l) (basiese reaksie van ZnO)

ZnO (s) + 2 NaOH (aq) → Na2ZnO2 (s) + H2O (l) (suurreaksie van ZnO)

Is ZnO elektroliet?

Die verbinding wat geïoniseer word deur water by te voeg om elektrisiteit te gelei, word elektroliete genoem. Neem 'n kort gedetailleerde blik op ZnO elektrolitiese aard hieronder gegee.

ZnO is 'n elektrolitiese verbinding. Aangesien dit 'n ioniese verbinding is. Dit kan nie maklik in die water ioniseer nie, daar is 'n behoefte aan eksterne energie soos hitte om dit in water op te los. By ionisasie kan dit as 'n elektroliet optree en kan elektrisiteit op die toepassing van eksterne stroom.

Is ZnO sout?

Soute is vaste kristallyne verbindings wat gevorm word as gevolg van suur-basis-reaksies in die vorm van 'n neerslag. Kom ons kyk hieronder in detail of die ZnO-verbinding 'n sout is of nie.

ZnO is 'n verbinding wat in soutvorm voorkom. Dit is 'n kombinasie van metaal en nie-metaal. Wanneer metaal- en nie-metaalelemente met mekaar reageer, vorm hulle sout as 'n produk. Dit kom natuurlik voor in die vorm van sinkiet. Die reaksie vir sinkoksiedvorming word hieronder getoon.

Zn + O → ZnO

Zn2+ + OF2- → ZnO

Zn (OH)2 → ZnO + H2O

Is ZnO ionies of kovalent?

Die elektrostatiese aantrekkingskrag binne atome toon ioniese verbindings en sigma kovalente bindings binne atome toon kovalente verbindings. Kom ons kyk of ZnO ionies of kovalent is.

ZnO is 'n ioniese verbinding. Die Zn-atoom het 2 valenselektrone aan die O-atoom geskenk en 'n +2-lading daarop gevorm. Die O-atoom kry 2 valenselektrone vanaf die Zn-atoom wat 'n -2-lading vorm. Dit vorm 'n sterk ioniese binding binne Zn- en O-atome as gevolg van die elektrostatiese aantrekkingskrag en nie deur 'n Kovalente binding.

Is ZnO amfoteries?

Die verbindings wat met beide suur en basiese verbindings kan reageer, word amfoteriese verbindings genoem. Hieronder bespreek ons ​​die ZnO-verbinding is amfoteries of nie.

ZnO het amfoteriese aard. Die elemente wat behoort na die 2de, 13de, 14de en 15de periodieke tabel groepe kan amfoteriese oksied vorm. Die Zn-metaal behoort aan die 2de groep en reageer met O-atome vorm amfoteriese oksied. Dit kan dus reageer met 'n sterk suur soos (H2SO4) en sterk basisse soos (KOH).

Die reaksie van ZnO met swaelsuur (H2SO4) en kaliumhidroksied (KOH) word hieronder gegee.

ZnO + H.2SO4 → ZnSO4 + H2O

ZnO + 2 KOH → K2ZnO2 + H2O

Is ZnO halfgeleier?

Halfgeleiers is die verbindings wat die waardes tussen geleiers het, dws metale en isolators, dws nie-metale. Kyk na die besonderhede of ZnO 'n halfgeleier is of nie.

ZnO is 'n halfgeleier. Dit tree op as 'n n-tipe halfgeleier as gevolg van die onsuiwerhede soos P, As, ens. teenwoordig in die gate of vakante plekke van O-atoom in die kristalstruktuur wat intrinsieke defek genoem word. Dit het 'n wye band gaping waarde van 3.3 eV.

Dit het vrye elektrone as gevolg van onsuiwerhede en vry elektrone is ladingdraers om elektrisiteit te gelei.

Gevolgtrekking:

ZnO toon Wurtzite kristalstruktuur in sy stabiele vorm. Dit het 8 valenselektrone en eenpaarelektrone. Dit toon lineêre en tetraëdriese vorms met 's' en 'sp3' hibridisasie met 180 en 109.5 grade bindingshoeke. Dit is soliede ioniese water onoplosbare elektrolitiese sout. Dit het amfoteriese aard om beide met suur en basis te reageer. Dit kan as 'n n-tipe halfgeleier optree.

Dr Shruti Ramteke

Hallo almal Ek is Dr. Shruti M Ramteke, ek het my Ph.D in chemie gedoen. Ek het vyf jaar onderwyservaring vir 11-12 standaard, B,Sc en MSc in chemie vak. Ek het altesaam vyf navorsingsartikels tydens Ph.D gepubliseer oor my navorsingswerk en ek het genootskap van UGC vir my Ph.D. My Meesters met spesialisering Anorganiese chemie en my gradeplegtigheid met chemie, dierkunde en omgewingswetenskap vakke. Dankie

Onlangse plasings