Αυτό το άρθρο θα συζητήσει τη δομή lewis FCN, τα χαρακτηριστικά της, τρόπους αναπαράστασης της δομής κουκκίδων lewis και άλλα σχετικά γεγονότα.
Η δομή FCN lewis, γνωστή και με τη χημική ονομασία ως φθόριο κυανογόνου, είναι ένα ανόργανο μόριο με μοριακό βάρος 45.016 g/mol.
Μερικά στοιχεία για τη δομή του FCN lewis:
- Μοριακή μάζα/Μοριακό βάρος = 45.016 g/mol.
- Σημείο βρασμού = -46.17 0C , Σημείο τήξεως = – 82 0Γ.
- Άχρωμο και έχει έντονη μυρωδιά.
- Τοξικό αέριο.
Δομή FCN lewis:
Δομή FCN Lewis ή δομή Lewis dot είναι μια ηλεκτρονική αναπαράσταση ενός μορίου που αντιπροσωπεύει τον προσανατολισμό των δεσμών του μαζί με το τυπικό φορτίο που αποκτάται από κάθε συστατικό άτομο που περιλαμβάνει το μόριο.
Εν συντομία, συνοψίζει για τη μοριακή αναπαράσταση. Γνωρίζοντας τον Λούις Η δομή κουκίδων ενός μορίου είναι το πρώτο και κύριο βήμα προς την αποκωδικοποίηση των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών ενός μορίου.
Βήματα για να σχεδιάσετε μια δομή Lewis του FCN:
- Το πρώτο βήμα περιλαμβάνει την καταμέτρηση του συνολικού αριθμού των διαθέσιμων ηλεκτρονίων. Το άτομο φθορίου ( F ) ανήκει στο 17th ομάδα του περιοδικού πίνακα και περιέχει 7 συνολικά ηλεκτρόνια σθένους. Το άτομο άνθρακα ανήκει στην ομάδα 14th ( C ) και έχει συνολικά 4 ηλεκτρόνια σθένους και το άτομο αζώτου ( N ) ανήκει στην ομάδα 15th και έχει συνολικά 5 ηλεκτρόνια σθένους. Αυτό καθιστά διαθέσιμα συνολικά 16 ηλεκτρόνια σθένους από κάθε συστατικό άτομο για την κατασκευή FCN Lewis Structure.
- Το επόμενο βήμα περιλαμβάνει την επιλογή του κεντρικού ατόμου με βάση τη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας τους. Ως κεντρικό άτομο επιλέγεται το λιγότερο ηλεκτραρνητικό άτομο C με Χ = 2.55. Το F έχει ηλεκτραρνητικότητα X = 3.98 και το N έχει ηλεκτραρνητικότητα X = 3.04 ( X = Μέγεθος διαφοράς ηλεκτραρνητικότητας )
- Κάθε συστατικό άτομο προσπαθεί να φιλοξενήσει 8 ηλεκτρόνια στο περιβάλλον του για να συμμορφωθεί με τον κανόνα της οκτάδας. Αρχικά, σχεδιάζονται όλα τα άτομα με τα αντίστοιχα ηλεκτρόνια σθένους. Στη συνέχεια, κάθε άτομο ευθυγραμμίζεται με τρόπο ώστε να μπορεί να φιλοξενήσει 8 ηλεκτρόνια γύρω από τον εαυτό του και με τα γειτονικά άτομα είτε μοιράζοντας ηλεκτρόνια ομοιοπολικά είτε δοτικά.
- Το C είναι τετρασθενούς φύσης και σχηματίζει 4 δεσμούς με τα άλλα δύο άτομα. Μοιράζεται 4 από τα ηλεκτρόνια του σθένους με το F και το N. Το N μοιράζεται 3 από τα ηλεκτρόνια του σθένους σχηματίζοντας έναν τριπλό δεσμό με το C και τα υπόλοιπα δύο ηλεκτρόνια μένουν ως μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο N. F μοιράζεται 1 ηλεκτρόνιο σθένους με το C σχηματίζοντας έναν απλό δεσμό και Τα υπόλοιπα 6 ηλεκτρόνια σθένους παραμένουν ως μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο F.
- Με αυτόν τον τρόπο, παίρνουμε ένα γραμμικό μόριο φθοριούχου κυανογόνου που ακολουθεί πιστά τον κανόνα της οκτάδας.
Η σχηματική αναπαράσταση του FCN φαίνεται παρακάτω:
Συντονισμός δομής FCN lewis:
Δομές συντονισμού είναι άλλες αναπαραστάσεις της δομής κουκκίδων lewis που δείχνουν όλες τις δυνατότητες ηλεκτρονικών κατανομών, αυτές οι αναπαραστάσεις που αποκτούν την υψηλότερη ενέργεια και αυτές που επιτυγχάνουν τη χαμηλότερη σταθερή ενέργεια παρατηρούνται καλά μέσω συντονισμού.
Δεδομένου ότι ο τριπλός δεσμός περιλαμβάνει ένα νέφος ηλεκτρονίων pi που μπορεί να αποτοπιστεί, επομένως η δομή lewis FCN δείχνει συντονισμό.
Ένας από τους δεσμούς pi αποτοπίζεται στο άτομο Ν με αποτέλεσμα αρνητικό φορτίο και ο C αποκτά θετικό φορτίο. Ο συνολικός διαχωρισμός φόρτισης είναι μηδενικός λόγω ακύρωσης φόρτισης και επίτευξης ουδετερότητας.
Σχήμα δομής FCN lewis:
Η δομή FCN lewis υιοθετεί ένα γραμμικό σχήμα. Αυτό είναι σύμφωνο με τη θεωρία VSEPR. Δεδομένου ότι το C έχει υβριδισμό sp, είναι πιο σταθερό καθώς όλα τα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε μέγιστη απόσταση το ένα από το άλλο, δηλαδή στους 1800 γωνία.
Η δομή παρουσιάζεται στην ενότητα υβριδισμού FCN.
Υβριδισμός FCN:
Ηλεκτρονική διαμόρφωση κατάστασης εδάφους του C: [He]2s22px12p1y2pz
Ηλεκτρονική διαμόρφωση διεγερμένης κατάστασης του C: [He]2s12px12p1y2p1z
Ηλεκτρονική διαμόρφωση κατάστασης εδάφους του F : [He]2s22px22p2y2p1z
Ηλεκτρονική διαμόρφωση κατάστασης εδάφους του N : [He]2s22px12p1y2p1z
Το C υφίσταται υβριδισμό sp όπου δύο από τα τέσσερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια στη διεγερμένη κατάσταση ζευγαρώνουν με το N και το F. Σχηματίζουν δεσμούς σίγμα με δεσμούς και επικάλυψη κατά μήκος του διαπυρηνικού άξονά τους.
Τα υπόλοιπα δύο μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια στα μη υβριδοποιημένα υποκέλυφα p του C σχηματίζουν δύο δεσμούς pi επικαλύπτοντας πλευρικά με το μη κοινό νέφος ηλεκτρονίων pi του αζώτου. Η F υφίσταται sp3 υβριδισμός με το C να σχηματίζει έναν δεσμό σίγμα και τα υπόλοιπα 6 ηλεκτρόνια παραμένουν ως 3 μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων στο άτομο F.
Ηλεκτρόνια σθένους FCN:
Ηλεκτρονική διαμόρφωση κατάστασης εδάφους του C: [He]2s22px12p1y2pz
Ηλεκτρονική διαμόρφωση κατάστασης εδάφους του F : [He]2s22px22p2y2p1z
Ηλεκτρονική διαμόρφωση κατάστασης εδάφους του N : [He]2s22px12p1y2p1z
Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι τα πιο εξωτερικά ηλεκτρόνια που βρίσκονται στα υποκέλυφα και συμμετέχουν στο σχηματισμό ή τον ιονισμό χημικών δεσμών.
Εδώ, το C έχει 4 ηλεκτρόνια σθένους. Το F έχει 7 ηλεκτρόνια σθένους. Το Ν έχει 5 ηλεκτρόνια σθένους
Επομένως, η δομή lewis FCN έχει συνολικά 16 ηλεκτρόνια σθένους.
Διαβάστε περισσότερα για Δομή και Χαρακτηριστικά Εξανόλης
Μοναχικά ζεύγη δομής FCN lewis :
Η δομή του FCN lewis έχει συνολικά 4 ζεύγη ηλεκτρονίων. 3 μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων βρίσκονται στο άτομο F και 1 μοναχικό ζεύγος βρίσκεται στο άτομο Ν.
Μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων είναι εκείνα τα ηλεκτρόνια σθένους που δεν συμμετέχουν σε κανένα σχηματισμό ομοιοπολικού δεσμού.
Επίσημο τέλος δομής FCN lewis :
Επίσημη χρέωση είναι ένας τρόπος εκχώρησης φορτίου σε κάθε συστατικό άτομο που ενημερώνει για το πλήρες φορτίο που αποκτάται από το μόριο.
Μαθηματικά, μπορεί να αναπαρασταθεί ως:
Τυπικό φορτίο = (Αριθμός ηλεκτρονίων σθένους σε ένα ελεύθερο άτομο του στοιχείου) – (Αριθμός μη κοινόχρηστων ηλεκτρονίων στο άτομο) – (Αριθμός δεσμών με το άτομο)
Επιπλέον, Charge on the molecule= άθροισμα όλων των τυπικών φορτίων.
Επίσημη χρέωση F = 7 – 6 – 1 = 0
Επίσημη χρέωση C = 4 – 0 – 4 = 0
Τυπική χρέωση N = 5 – 2 – 3 = 0
Κανόνας οκτάδας δομής FCN lewis:
Ο κανόνας οκτάδας είναι ο γενικός κανόνας που ακολουθείται από έναν χημικό για την κατασκευή μιας δομής κουκκίδας lewis που δηλώνει ότι κάθε άτομο προσπαθεί να φιλοξενήσει 8 ηλεκτρόνια στο κέλυφος σθένους του για να αποκτήσει μια διαμόρφωση ευγενούς αερίου για μέγιστη σταθερότητα.
Η δομή του FCN lewis ακολουθεί τον κανόνα της οκτάδας όπου κάθε συστατικό άτομο έχει 8 ηλεκτρόνια στη στιβάδα σθένους.
Το F έχει 8 ηλεκτρόνια γύρω του, συμπεριλαμβανομένων των ζευγών δεσμών, το C έχει 8 ηλεκτρόνια συμπεριλαμβανομένων του απλού και του τριπλού δεσμού και το N έχει 8 ηλεκτρόνια γύρω του, συμπεριλαμβανομένου του τριπλού δεσμού και των μοναχικών ζευγών ηλεκτρονίων.
Επίσης, πρέπει να σημειωθεί ότι τόσο το δεσμό όσο και το μοναχικό ζεύγη ηλεκτρονίων πρέπει να μετρηθούν κατά τον υπολογισμό των οκταδικών ηλεκτρονίων.
Διαλυτότητα FCN:
Η δομή FCN lewis είναι πιο διαλυτή σε διαλύτες που φέρουν λιγότερες διηλεκτρικές σταθερές. Λίγοι είναι οι διαλύτες που αναφέρονται παρακάτω για αναφορά:
| Διαλυτικό μέσο | Διαλυτότητα |
| Νερό | Αδιάλυτος |
| Αιθέρας | Διαλυτός |
Είναι γραμμικό το FCN;
FCN δομή lewis είναι ένα γραμμικό μόριο. Αυτό είναι σύμφωνο με τη θεωρία VSEPR.
Το γραμμικό σχήμα υιοθετείται από ένα τριατομικό μόριο για να έχει μέγιστη απόσταση μεταξύ των μοναχικών ζευγών ή των ζευγών δεσμών και ελάχιστη απώθηση μεταξύ τους δίνοντας έτσι τη μέγιστη γεωμετρική σταθερότητα.
Είναι το FCN τετραεδρικό;
Όχι, η δομή FCN lewis δεν είναι τετραεδρικό μόριο. Η βασική κατανόηση ενός τετραεδρικού μορίου περιλαμβάνει 4 άτομα σε τετραεδρική διάταξη.
Είναι το FCN ιοντικό;
Η δομή lewis FCN είναι ιοντικής φύσης. Αυτό συμβαίνει επειδή περιλαμβάνει διαχωρισμό φορτίου όπως παρατηρείται σε μία από τις δομές συντονισμού.
Το μόριο FCN περιλαμβάνει 3 διαφορετικά άτομα (F, C, N) με μεγάλη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας, που περιλαμβάνει επίσης έναν τριπλό δεσμό που έχει νέφος ηλεκτρονίων pi.
Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια μπορούν να αποεντοπιστούν με αποτέλεσμα μερικό διαχωρισμό φορτίου που μπορεί να σχηματίσει δίπολα μεταξύ των άκρων του μορίου.
Αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι και τα 3 άτομα είναι αμέταλλα, επομένως έχει κάποιο ομοιοπολικό χαρακτήρα όπως υποδεικνύεται από Ο κανόνας του Fajan.
Το FCN είναι πολικό ή μη πολικό;
FCN δομή lewis μπορεί να αναγνωριστεί ως μη πολικό μόριο αν θεωρήσουμε ότι είναι ένα απόλυτα συμμετρικό μόριο. Ωστόσο, το FCN με F και N στα άκρα του δεν είναι πανομοιότυπα, κάτι που διαφέρει στη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας τους.
Ως εκ τούτου, κάποια ποσότητα πολικότητας υπάρχει στο μόριο καθώς το μέγεθος της διπολικής ροπής δεν θα είναι παρόμοιο στα άκρα.
Έχει άφθονη ποσότητα πολικότητας αλλά όχι αρκετή για να ονομαστεί τέλεια πολικό μόριο.
Είναι το FCN παραμαγνητικό ή διαμαγνητικό;
Η δομή lewis του FCN είναι παραμαγνητικής φύσης λόγω της παρουσίας μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων στα p υποκεφάλαια του ατόμου Ν. Παραμένουν στην τριπλά ενθουσιασμένη τους κατάσταση.
Ελκύονται από μαγνητικό πεδίο. Τα ασύζευκτα ηλεκτρόνια που μένουν ως μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο άζωτο δεν ζευγαρώνονται αλλά παραμένουν ως ασύζευκτα ηλεκτρόνια σε διαφορετικά υποφλοιώματα.
Γωνία δομής FCN lewis:
Η γωνία δεσμού ορίζεται ως η γωνία μεταξύ του κεντρικού ατόμου και των συνδεδεμένων ατόμων. Εδώ, στη δομή lewis FCN, η γωνία δεσμού είναι μεταξύ των τριών ατόμων, δηλαδή, FCN.
Εφόσον, το C έχει υβριδισμό sp με άτομο Ν και sp3 υβριδισμός με άτομο F, η γωνία δεσμού δεν είναι ακριβώς κοντά στο 1800 αλλά κοντά σε αυτό.
Είναι το FCN αναγωγικός παράγοντας;
Η δομή του FCN lewis είναι ισχυρή αναγωγικό μέσο. Το ανιόν, το ιόν φθορίου, είναι ένας ισχυρός αναγωγικός παράγοντας σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγικού ζευγαριού.
Ονομάζονται ως αναγωγικά.
Είναι το FCN οξειδωτικός παράγοντας;
Η δομή FCN lewis δεν είναι οξειδωτικός παράγοντας. Ονομάζονται ως αναγωγικά και όχι ως οξειδωτικά.
Είναι το FCN συμμετρικό ή ασύμμετρο;
Η δομή του FCN lewis είναι ένα συμμετρικό μόριο. Αυτό συμβαίνει επειδή είναι ένα γραμμικό τριατομικό μόριο με άπειρα επίπεδα σίγμα που είναι πανομοιότυπο με το μοριακό επίπεδο που περιέχει όλα τα άτομα σε ένα επίπεδο.
Δεδομένου ότι διαθέτει άπειρα μοριακά επίπεδα, το Coo άξονες, επομένως, είναι ένα συμμετρικό μόριο.
Σημείωση: Μοριακό επίπεδο είναι το επίπεδο που περιέχει όλα τα άτομα μαζί με τον διαπυρηνικό άξονα.
Χρήσεις του FCN:
- Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ευαισθητοποιητής, εντομοκτόνα, παρασκευή βαφών, πολυμερή.
- Δεδομένου ότι συμπυκνώνεται σε πολυμερείς μορφές σε θερμοκρασία δωματίου, έχει χρησιμοποιηθεί ως ένα συμμετρικό δίκτυο πολυμερών.
- Χρησιμοποιείται ως παράγοντας φθορίωσης και νιτρίωσης.
Συμπέρασμα:
Δομή FCN lewis είναι ένα καυτό θέμα λόγω της τάσης πολυμερισμού του στη σημερινή έρευνα, η οποία μέσα από το παρακάτω άρθρο, μαθαίνεται ότι είναι ένα γραμμικό τριατομικό μόριο που χρησιμοποιείται για βιομηχανικούς σκοπούς με πολύ πικάντικη και τοξική οσμή.
Διαβάστε περισσότερα για Διαμόρφωση ηλεκτρονίων Americium.
