- A hivatalos rakomány felhasználásának minőségi előnyei
- Képlet és hogyan kell kiszámítani
- Számítási variációk a szerkezet szerint
- Példák a hivatalos terhelési számításokra
- BF
- Beh
- CO (szén-monoxid)
- NH
- Irodalom
A formális töltés (CF) az, amely egy molekula vagy ion atomjához tartozik, amely lehetővé teszi annak szerkezetének és kémiai tulajdonságainak magyarázatát. Ez a koncepció magában foglalja az AB kötésben a kovalencia maximális karakterének megfontolását; azaz az elektronpárok egyenlően oszlanak meg az A és a B között.
A fentiek megértése érdekében az alábbi képen két összekapcsolt atom látható: az egyik A betűvel, a másik a B betűvel látható. Mint látható, a körök metszésében kötés alakul ki a ":" párral. Ebben a heteronukleáris molekulában, ha A és B azonos elektronegativitással rendelkezik, a ":" pár azonos távolságra marad mind A, mind a B helyett.

Mivel azonban két különböző atomnak nem lehet azonos tulajdonságai, a ":" pár vonzza azt, amelyik elektronegatívabb. Ebben az esetben, ha A inkább elektronegatív, mint B, akkor a ":" pár közelebb van A-hoz, mint B-hez. Ellenkező esetben fordul elő, amikor B inkább elektronegatív, mint A, most ":" -hoz közeledik B-hez.
Tehát ahhoz, hogy a formális díjakat mind az A, mind a B csoporthoz hozzárendeljük, figyelembe kell venni az első esetet (a kép tetején). Ha az AB tisztán kovalens kötés megszakad, akkor egy homolitikus törés következik be, amely az A · és · B szabad gyököket hozza létre.
A hivatalos rakomány felhasználásának minőségi előnyei
Az elektronok nem rögzülnek, mint az előző példában, hanem elmozdulnak és elvesznek a molekula vagy az ion atomjain keresztül. Ha ez egy diatómás molekula, akkor ismert, hogy a ":" párt meg kell osztani vagy vándorolni mindkét atom között; ugyanez történik az ABC típusú molekulákban, de nagyobb bonyolultsággal.
Ha azonban egy atomot tanulmányozunk, és feltételezzük, hogy százszázalékos kovalenciája van kötéseiben, könnyebb megállapítani, hogy elektronokat nyer-e vagy veszít-e a vegyület. Ennek a nyereségnek vagy veszteségnek a meghatározásához az alap- vagy a szabad állapotát összehasonlítani kell az elektronikus környezettel.
Ilyen módon pozitív töltést (+) lehet hozzárendelni, ha az atom elveszít egy elektronot, vagy negatív töltést (-), ha éppen ellenkezőleg, elektronot nyer (a jeleket körbe kell írni).
Tehát, bár az elektronokat nem lehet pontosan elhelyezni, ezek a szerkezetek formális (+) és (-) töltései a legtöbb esetben megfelelnek a várható kémiai tulajdonságoknak.
Vagyis egy atom formális töltése szorosan kapcsolódik környezetének molekuláris geometriájához és a vegyületen belüli reakcióképességéhez.
Képlet és hogyan kell kiszámítani
A hivatalos díjakat önkényesen osztják ki? A válasz nem. Ehhez az elektronok nyereségét vagy veszteségét tisztán kovalens kötések feltételezésével kell kiszámítani, és ezt az alábbi képlettel érik el:
CF = (az atom csoportszáma) - (az általuk képződött kötések száma) - (nem osztott elektronok száma)
Ha az atom CF értéke +1, akkor pozitív töltést (+) kap; míg ha CF értéke -1, akkor negatív töltés (-) lesz hozzárendelve.
A CF helyes kiszámításához a következő lépéseket kell követni:
- Keresse meg azt a csoportot, amelyben az atom megtalálható a periódusos táblázatban.
- Számolja meg a szomszédaival összeállított kötvények számát: a kettős kötvények (=) kettő, a hármas kötvények pedig három (three) értékűek.
- Végül számoljuk meg a nem megosztott elektronok számát, amelyek Lewis-struktúrákkal könnyen megfigyelhetők.
Számítási variációk a szerkezet szerint
Tekintettel az ABCD lineáris molekulara, az egyes atomok formális töltései változhatnak, ha például a szerkezetet most így írják: BCAD, CABD, ACDB stb. Ennek oka az, hogy vannak atomok, amelyek több elektron megosztásával (több kötés kialakulásával) pozitív vagy negatív CF-eket szereznek.
Tehát a három lehetséges molekulaszerkezet közül melyik felel meg az ABCD vegyületnek? A válasz: az, amelynek általában a legalacsonyabb a CF értéke; hasonlóan, amely negatív töltéseket (-) rendel a legtöbb elektronegatív atomhoz.
Ha C és D elektronegatívabbak, mint A és B, akkor több elektron megosztásával pozitív formális töltéseket szereznek (a mnemonikus szabály alapján).
Így a legstabilabb és legelőnyösebb struktúra a CABD, mivel ebben mind a C, mind a B csak egy kötést képez. Másrészt az ABCD struktúrája és azok, amelyekben C vagy B képezik két kötést (–C– vagy –D–), instabilabbak.
Az összes struktúra a legstabilabb? Az ACDB, mivel nemcsak a C és a D kötést képeznek, hanem formális negatív töltéseik (-) is szomszédosak, tovább destabilizálva a szerkezetet.
Példák a hivatalos terhelési számításokra
BF
A bóratomot négy fluoratom veszi körül. Mivel B a IIIA (13) csoportba tartozik, hiányzik nem osztott elektronok és négy kovalens kötést képez, CF értéke (3-4-0 = -1). Másrészről, a VIIA (17) csoport egyik elemének F esetében CF értéke (7-6-1 = 0).
Az ion vagy molekula töltésének meghatározásához elegendő hozzáadni az azt alkotó atomok egyedi CF-jét: (1 (-1) + 4 (0) = -1).
A CF a B-nek azonban nincs valódi jelentése; vagyis a legnagyobb elektronsűrűség nem rajta helyezkedik el. A valóságban ez az elektronsűrűség eloszlik az F négy atomja felé, amely elem sokkal elektronegatívabb, mint a B.
Beh
A berilliumatom a IIA (2) csoporthoz tartozik, két kötést képez, és hiányzik ismét meg nem osztott elektronok. Így a Be és H CF-k a következők:
CF Be = 2-2-0 = 0
CF H = 1-1-0 = 0
Töltse BeH 2 = 1 (0) + 2 (0) = 0
CO (szén-monoxid)
Lewis-szerkezete a következőképpen ábrázolható: C≡O: (bár más rezonanciaszerkezettel rendelkezik). A CF-számítás megismételésével, ezúttal a C (IVA csoport) és O (a VIA csoport) esetében:
CF C = 4-3-2 = -1
CF O = 6-3-2 = +1
Ez egy példa, amikor a hivatalos díjak nem felelnek meg az elemek jellegének. Az O elektronegatívabb, mint a C, ezért nem tartalmazhat pozitív értéket.
A többi szerkezet (C = O és (+) CO (-)), bár megfelelnek a töltések koherens hozzárendelésének, nem felelnek meg az oktet szabálynak (C kevesebb, mint nyolc valencia elektronja van).
NH
minél több elektron osztja az N-t, annál pozitívabb a CF (még az ammónium-ion, mivel nincs energiája az öt kötvény kialakításához).
Az ammónium-ion, az ammónia és az amid-ion N-re vonatkozó számításaival egyenlően alkalmazva:
CF = 5-4-0 = +1 (NH 4 +)
CF = 5-3-2 = 0 (NH 3)
És végül:
CF = 5-2-4 = -1 (NH 2 -)
Azaz, a NH 2 - N négy osztatlan elektronok, és ez osztja mindegyikük amikor képez NH 4 +. A H CF CF értéke 0, tehát a számítás mentésre kerül.
Irodalom
- James. (2018). Kulcsfontosságú készség: A hivatalos díj kiszámítása. Visszakeresve: 2018. május 23-án, a következő címen: masterorganicchemistry.com
- Dr. Ian Hunt. A Calgary Egyetem Kémia Tanszéke. Hivatalos díjak. Visszakeresve: 2018. május 23-án, a következő címen: chem.ucalgary.ca
- Hivatalos díjak.. Visszakeresve: 2018. május 23-án, a következő címen: chem.ucla.edu
- Jeff D. Cronk. Hivatalos díj. Visszakeresve: 2018. május 23-án, a következő webhelyről: guweb2.gonzaga.edu
- Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Learning, 268–270.
- Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás, 38. o.). Mc Graw Hill.
- Monica Gonzalez. (2010. augusztus 10.). Hivatalos díj. Visszakeresve: 2018. május 23-án, a következő címen: quimica.laguia2000.com
