Αυτό το άρθρο αφορά το CFCl3 που είναι αέριο του θερμοκηπίου και είναι υπεύθυνο για την καταστροφή του όζοντος. Ας ρίξουμε μια ματιά σε μερικά από τα ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά του –
Η δομή CFCl3 Lewis αποτελείται από ένα κεντρικό άτομο άνθρακα, 3 άτομα χλωρίου και ένα άτομο φθορίου υπάρχουν γύρω από το άτομο άνθρακα. Η δομή Lewis του μορίου CFCl3 έχει 12 μόνα ζεύγη.
| Μοριακό όνομα | Τριχλωροφθορομεθάνιο Επίσης γνωστό ως CFC-11 Φρέον-11 R-11Χημικός τύποςCFCl3Κεντρικό άτομο του δομή lewis Ζεύγη Carbonlone υπάρχει στο κεντρικό άτομο 0Μοριακή Γεωμετρία του CFCl3Τετραεδρικό Ηλεκτρόνιο Γεωμετρία του CFCl3Tetrahedral Γωνία δεσμού σε CFCl3109.5Αρ. ηλεκτρονίου σθένους για CFCl3 | 32 |
| Το επίσημο φορτίο του μορίου CFCl3 | 0 | |
| Φύση της ένωσης | Το CFCl3 είναι μια αδρανής ένωση |
Δομή κουκίδων Lewis του CFCl3Πώς πρέπει να σχεδιάσουμε τη δομή κουκίδων Lewis για το CFCl3;
Τα βήματα που πρέπει να ακολουθηθούν ενώ σχεδιάζοντας τη δομή Lewis του μορίου CfCl3 είναι οι εξής:
Βήμα 1: Βρείτε τα συνολικά ηλεκτρόνια σθένους στο μόριο CFCl3
Το πρώτο βήμα είναι να βρείτε το αρ. των ηλεκτρονίων σθένους που υπάρχουν στο μόριο CFCl3.
Ο Carbon είναι μέλος της ομάδας 14th ενώ το Φθόριο και το Χλώριο είναι τα μέλη της ομάδας 17th του περιοδικού πίνακα.
Ο άνθρακας έχει ηλεκτρόνια σθένους = 4
Το χλώριο έχει ηλεκτρόνια σθένους = 7
Το φθόριο έχει ηλεκτρόνια σθένους = 7
| ηλεκτρόνια σθένους | Άτομο σε CBr4 | Σύνολο ηλεκτρονίων | |
| C | 4 | 1 | 4*1= 4 |
| F | 7 | 1 | 7*1= 7 |
| Cl | 7 | 3 | 7*3= 21 |
| 32 |
Βήμα 2: Λάβετε το λιγότερο ηλεκτραρνητικό στοιχείο που υπάρχει στο CFCl3
Σε μια περίοδο, καθώς κινούμαστε από αριστερά προς τα δεξιά, η ηλεκτροαρνητικότητα αυξάνεται, έτσι ο άνθρακας είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικός από το χλώριο και το φθόριο. Πρέπει να κρατάμε το λιγότερο ηλεκτραρνητικό άτομο στο κέντρο.
Η σκελετική δομή του μορίου CFCl3 είναι η εξής:
βήμα 2:Σκελετική Δομή του CFCL3
Βήμα 3: Διατηρήστε δύο ηλεκτρόνια ή έναν δεσμό μεταξύ των ατόμων C, F και Cl
Βήμα 3: Σχέδιο δομής Lewis του CFCl3Βήμα 4: Βρείτε τώρα τον αριθμό των ηλεκτρονίων που μπορούν να κάνουν τα εξωτερικά άτομα ευτυχισμένα
Τα εξωτερικά άτομα θα είναι χαρούμενα όταν έχουν επιτύχει τη διαμόρφωση οκτάδας του πλησιέστερου στοιχείου ευγενούς αερίου τους που ανήκει στην ομάδα 18th.Αυτό ονομάζουμε Κανόνα της Οκτάδας. Εκτός από το υδρογόνο που προσπαθεί να επιτύχει τη διπλή διαμόρφωση όπως αυτός.
Συμπληρώστε την οκτάδα των γύρω ατόμων
βήμα 4: Σχέδιο δομής Lewis CFCl3
Βήμα 5: Τοποθετήστε τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια στο κεντρικό άτομο. Εάν δεν επιτευχθεί η οκτάδα του κεντρικού ατόμου, μπορούμε να μετακινήσουμε τα μεμονωμένα ζεύγη από τα εξωτερικά άτομα για να δημιουργήσουμε πολλαπλούς δεσμούς εάν απαιτείται
Αυτό το βήμα δεν απαιτείται για το CFCl3 καθώς η οκτάδα του κεντρικού ατόμου είναι ήδη
Ολοκληρώθηκε το.
Βήμα 6: Μπορούμε τώρα να ελέγξουμε τη σταθερότητα της δομής Lewis ελέγχοντας τις επίσημες τιμές φόρτισης
Πριν αποδεχτείτε το δομή ως τέλειος Lewis δομή, θα ελέγξουμε το επίσημο φορτίο για τα άτομα που υπάρχουν στο CFCl3
Τυπικό φορτίο = Ηλεκτρόνια σθένους – 1/2* ηλεκτρόνια σύνδεσης – ηλεκτρόνια χωρίς δεσμό
Η επίσημη χρέωση για άνθρακα είναι -
Τα ηλεκτρόνια σθένους του άνθρακα είναι 4
Τα μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια του άνθρακα είναι 0
Τα συνδετικά ηλεκτρόνια του άνθρακα είναι 8 (4 ζεύγη)
Η επίσημη χρέωση για το άτομο άνθρακα = 4 – 1/2*8 – 0 = 0
Η επίσημη χρέωση για το φθόριο είναι -
Τα ηλεκτρόνια σθένους του φθορίου είναι 7
Τα μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια του Φθορίου είναι 6 (3 μεμονωμένα ζεύγη)
Τα ηλεκτρόνια σύνδεσης για το φθόριο είναι 2
Η επίσημη χρέωση για το άτομο φθορίου = 7 – 1/2*2 – 6 = 0
Η επίσημη χρέωση για το χλώριο είναι -
Τα ηλεκτρόνια σθένους του χλωρίου είναι 7
Τα μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια του Φθορίου είναι 6 (3 μεμονωμένα ζεύγη)
Τα ηλεκτρόνια σύνδεσης για το φθόριο είναι 2
Η επίσημη χρέωση για το άτομο φθορίου = 7 – 1/2*2 – 6 = 0
Καθώς τα στοιχεία C, F και Cl έχουν τη μικρότερη δυνατή τυπική φόρτιση, καταλήξαμε σε κατάλληλο Δομή Lewis
Δομή Lewis του CFCl3Ποιο είναι το επίσημο φορτίο του CFCl3 και πώς να υπολογίσετε τις επίσημες τιμές φόρτισης για το CFCl3;
Ας υπολογίσουμε την επίσημη χρέωση για CFCl3 –
Τυπικό φορτίο = Ηλεκτρόνια σθένους – 1/2* ηλεκτρόνια δεσμού – μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια
Η επίσημη χρέωση για άνθρακα είναι -
Τα ηλεκτρόνια σθένους του άνθρακα είναι 4
Τα μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια του άνθρακα είναι 0
Τα ηλεκτρόνια σύνδεσης για τον άνθρακα είναι 8 (4 ζεύγη)
Η επίσημη χρέωση για το άτομο άνθρακα = 4 – (1/2) * 8 – 0 = 0
Η επίσημη χρέωση για το φθόριο –
Τα ηλεκτρόνια σθένους του φθορίου είναι 7
Τα μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια του Φθορίου είναι 6 (3 μεμονωμένα ζεύγη)
Τα ηλεκτρόνια σύνδεσης για το φθόριο είναι 2
Η επίσημη χρέωση για άτομο φθορίου =7 – (1/2) * 2 – 6 = 0
Η επίσημη χρέωση για το χλώριο είναι -
Τα ηλεκτρόνια σθένους του χλωρίου είναι 7
Τα μη δεσμευτικά ηλεκτρόνια του χλωρίου είναι 6 (3 μεμονωμένα ζεύγη)
Τα συνδετικά ηλεκτρόνια του χλωρίου είναι 2
Η επίσημη χρέωση για άτομο χλωρίου = 7 – (1/2) * 2 – 6 = 0
Το επίσημο φορτίο σε άτομο άνθρακα, φθορίου και χλωρίου σε CFCl3 Δομή κουκίδων Lewis είναι μηδέν.
Πώς μπορούμε να γνωρίζουμε εάν το μόριο CFCl3 ακολουθεί τον κανόνα της οκτάδας;
Το CFCl3 περιέχει 32 ηλεκτρόνια σθένους. Κάθε άτομο του CFCl3 συμπληρώνει την οκτάδα του που μπορεί να επιβεβαιωθεί από το Δομή Lewis του μορίου CFCl3. Αυτό επιβεβαιώνει ότι το μόριο CFCl3 ακολουθεί τον κανόνα της οκτάδας.
Πώς να βρείτε το μοριακό σχήμα και τη γεωμετρία των ηλεκτρονίων του μορίου CFCl3;
Μπορούμε να βρούμε τη μοριακή γεωμετρία και τη γεωμετρία ηλεκτρονίων του μορίου CFCl3 σε τρία απλά βήματα –
1) Υπολογίστε τα μη δεσμευτικά ζεύγη ηλεκτρονίων στο κεντρικό άτομο άνθρακα
Lone Pair = (1/2) * (VE –NA)
Εδώ -
Το VE σημαίνει τα ηλεκτρόνια σθένους στο κεντρικό άτομο
Το NA σημαίνει τον αριθμό των ατόμων που είναι συνδεδεμένα με το κεντρικό άτομο
Ο άνθρακας του κεντρικού ατόμου στο μόριο CFCl3 έχει 4 ηλεκτρόνια σθένους και 4 άτομα είναι συνδεδεμένα σε αυτό.
Μοναχικά Ζεύγη = (1/2) * (4 – 4) = 0
2) Βρείτε τον αριθμό υβριδοποίησης του κεντρικού ατόμου
Μπορούμε να γνωρίζουμε τον υβριδισμό του κεντρικού ατόμου με τη βοήθεια του τύπου –
Αριθμός υβριδισμού = NA + LP
Οπου-
Το NA σημαίνει τον αριθμό των ατόμων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο
Το LP σημαίνει τον αριθμό των μοναχικών ζευγών στο κεντρικό άτομο
Το κεντρικό άτομο άνθρακα έχει 4 άτομα συνδεδεμένα με αυτό και δεν υπάρχουν μεμονωμένα ζεύγη σε αυτό.
Το κεντρικό άτομο στο μόριο CFCl3 είναι το Sp3 υβριδοποιημένο.
3) Προσδιορίστε τη μοριακή/ηλεκτρονική γεωμετρία του μορίου CFCl3 χρησιμοποιώντας τη θεωρία VSEPR
Έχουμε ήδη ανακαλύψει τον υβριδισμό του CFCl3 ως Sp3 και δεν υπάρχουν μόνα ζεύγη στο κεντρικό άτομο.
Τώρα βρείτε τον συμβολισμό VSEPR για το μόριο CFCl3 σύμφωνα με τον συμβολισμό AXnEx της θεωρίας VSEPR
Σε σημειογραφία AXnEx -
Μια βάση για το κεντρικό άτομο
Το X σημαίνει τον αριθμό των ατόμων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο
Το E αντιπροσωπεύει τον αριθμό των μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων στο κεντρικό άτομο
Σύμφωνα με το Τριχλωροφθορομεθάνιο Δομή Lewis, ο άνθρακας είναι το κεντρικό άτομο στο οποίο συνδέονται 1 άτομο φθορίου και 3 άτομα χλωρίου.
Ο άνθρακας του κεντρικού ατόμου δεν έχει μεμονωμένα ζεύγη, οπότε ο τύπος του CFCl3 είναι AX4
Χρησιμοποιώντας το διάγραμμα VSEPR, το μόριο που έχει τύπο AX4 έχει τετράεδρος μοριακό σχήμα και γεωμετρία ηλεκτρονίων επίσης τετράεδρος.
| Σύνολο Τομέων | Γενική Φόρμουλα | Συνδεμένα άτομα | Μοναχικά Ζεύγη | Μοριακό σχήμα | Γεωμετρία ηλεκτρονίων |
| 1 | AX | 1 | 0 | Γραμμικός | Γραμμικός |
| 2 | AX2 | 2 | 0 | Γραμμικός | Γραμμικός |
| ΤΣΕΚΟΥΡΙ | 1 | 1 | Γραμμικός | Γραμμικός | |
| 3 | AX3 | 3 | 0 | Τριγωνικό επίπεδο | Τριγωνικό επίπεδο |
| AX2E | 2 | 1 | Κλίση | Τριγωνικό επίπεδο | |
| AXE2 | 1 | 2 | Γραμμικός | Τριγωνικό επίπεδο | |
| 4 | AX4 | 4 | 0 | Τετράεδρος | Τετράεδρος |
| AX3E | 3 | 1 | Τριγωνική Πυραμίδα | Τετράεδρος | |
| AX2E2 | 2 | 2 | Κλίση | Τετράεδρος | |
| AXE3 | 1 | 3 | Γραμμικός | Τετράεδρος |
Έτσι, η μοριακή γεωμετρία και επίσης η γεωμετρία ηλεκτρονίων του CFCl3 είναι Τετραεδρική.
Το μόριο CFCl3 είναι πολικό ή μη πολικό;
Το CFCl3 είναι ένα πολικό μόριο που επιβεβαιώνεται από τρεις παράγοντες –
1) Ηλεκτραρνητικότητα:
Το χλώριο (ηλεκτραρνητικότητα 3.0) και το φθόριο (ηλεκτραρνητικότητα 4.0) είναι πιο ηλεκτραρνητικά από τον άνθρακα (ηλεκτραρνητικότητα 2.5). Καθώς το χλώριο και το φθόριο είναι πιο ηλεκτραρνητικά από τον άνθρακα, υπάρχει διαχωρισμός των φορτίων μεταξύ άνθρακα και χλωρίου/φθορίου.
Το φθόριο είναι ακόμη πιο ηλεκτραρνητικό, επομένως υπάρχει διαχωρισμός φορτίου μεταξύ άνθρακα και φθορίου, αλλά ο διαχωρισμός φορτίου του CF είναι προς την αντίθετη κατεύθυνση
σε αυτό του διαχωρισμού φορτίου με C-Cl.
Ένα μόριο λέγεται ότι είναι πολικό όταν η διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των ατόμων στο δεδομένο μόριο είναι μεγαλύτερη από 0.4 debye.
2)Γεωμετρικό/μοριακό σχήμα:
Η γεωμετρική δομή του μορίου CFCl3 είναι τετραεδρική.
Τα τέσσερα δίπολα των τριών δεσμών C-Cl και ενός δεσμού CF βρίσκονται σε αντίθετες κατευθύνσεις.
3)Διπολική στιγμή:
Το CFCl3 έχει διπολική ροπή 0.45D
Όλοι αυτοί οι παράγοντες δείχνουν ότι το CFCl3 είναι ένα πολικό μόριο.
Τι είναι ο υβριδισμός για το μόριο CFCl3;
Τα τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους του κεντρικού ατόμου ατόμου άνθρακα μοιράζονται με 3 άτομα χλωρίου και 1 άτομο φθορίου. Για να μοιραστούν τα ηλεκτρόνια με το φθόριο και το χλώριο, τα τροχιακά του ατόμου άνθρακα υφίστανται sp.3 παραγωγή μικτών γενών.
Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του άνθρακα στη βασική κατάσταση είναι 1s2 2s2 2p2
Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του χλωρίου στη βασική κατάσταση είναι 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του Φθορίου σε θεμελιώδη κατάσταση 1s2 2s2 2p5
Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του άνθρακα αφού ο άνθρακας έχει αποκτήσει τέσσερα ηλεκτρόνια από τρία άτομα χλωρίου και ένα άτομο φθορίου είναι – 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz2
Στερικός αριθμός = Αριθμός ατόμων που συνδέονται με το κεντρικό άτομο + Αριθμός μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων στο κεντρικό άτομο
Στερικός αριθμός = 4 + 0 = 4
Έτσι στο CFCl3, το κεντρικό άτομο άνθρακα είναι το Sp3 υβριδοποιημένο.
Το μόριο CFCl3 εμφανίζει συντονισμό;
Ένα μόριο μπορεί να εμφανίσει συντονισμό μόνο είτε όταν το μόριο έχει είτε συζευγμένους δεσμούς είτε έχει ένα μόνο ζεύγος σε σύζευξη με τον διπλό δεσμό.
Το τριχλωροφθορομεθάνιο δεν έχει διπλό δεσμό, επομένως το CFCl3 δεν εμφανίζει συντονισμό.
Είναι το CFCl3 ομοιοπολική ένωση;
Το CFCl3 είναι μια ομοιοπολική ένωση όπως το CF και και οι τρεις δεσμοί C-Cl στο CFCl3 σχηματίζονται με κοινή χρήση ηλεκτρονίων.
Ποια είναι η γεωμετρία του CFCl3;
Τα μήκη των δεσμών CF και C-Cl στο CFCL3 είναι διαφορετικά, επομένως το CFCl3 έχει ελαφρώς παραμορφωμένη τετραεδρική γεωμετρία.
Τετραεδρική γεωμετρία του CFCl3
Ποια είναι η γωνία δεσμού στο μόριο CFCl3;
Στο μόριο CFCl3, οι απωθήσεις ζεύγους δεσμών C-Cl και C-Cl είναι περισσότερες από τις απωθήσεις ζεύγους δεσμών CF και C-Cl
Οι γωνίες Cl-C-Cl μετρούν λίγο περισσότερο από τη γωνία δεσμού FCF.
Η γωνία σύνδεσης στο CFCl3 είναι περίπου 109.5 μοίρες.
Γωνία δεσμού σε CFCl3Είναι το CFCl3 όξινη ή βασική ένωση;
Το CFCl3 δεν είναι ούτε όξινο ούτε βασικό στη φύση. Το CFCl3 είναι μια αδρανής ένωση.
Αλλά καθώς έρχεται σε επαφή με το όζον, υφίσταται φωτόλυση και εκπέμπει άτομα χλωρίου που προκαλεί εξάντληση της στιβάδας του όζοντος.
Είναι το CFCl3 διαλυτό στο νερό;
Όχι, CFCl3 όχι διαλυτό στο νερό. Αυτό μπορεί να γίνει γνωστό από το γεγονός δεν ξεπλένεται από την ατμόσφαιρα από τις βροχοπτώσεις.
Συμπέρασμα:
Το CFCl3 γνωστό και ως Freon-11 ή Το CFC-11 είναι αέριο θερμοκηπίου.Η μοριακή γεωμετρία και επίσης η γεωμετρία ηλεκτρονίων του CFCl3 είναι τετραεδρική. Το CFCl3 είναι αδιάλυτο στο νερό. Το CFCl3 είναι μια αδρανής ένωση.
