Δομή νιτρικού οξέος Lewis: Σχέδιο και λεπτομερείς εξηγήσεις

Σε αυτό το άρθρο, "δομή λούις νιτρικού οξέος", διαδικασία σχεδίασης δομής Lewis, λίγες ιδιότητες με μερικές λεπτομερείς εξηγήσεις συζητούνται εν συντομία.

Το νιτρικό οξύ είναι βασικά μια ιοντική ένωση που αποτελείται από Η+ και όχι3- ιόν. Το άζωτο και το οξυγόνο έχουν 7 και 8 ηλεκτρόνια αντίστοιχα. Μεταξύ αυτών, μόνο ηλεκτρόνια σθένους εμφανίζονται γύρω από τα αντίστοιχα άτομα και τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια συμμετέχουν στο σχηματισμό ομοιοπολικού δεσμού.

Η κύρια προοπτική αυτού του άρθρου είναι να σχεδιάσει και να αναλύσει τη δομή κουκκίδων lewis του νιτρικού οξέος που φαίνεται παρακάτω.

Τι είναι η δομή Lewis;

Δομή Lewis ή γνωστή ως δομή κουκκίδων lewis είναι ένας τύπος αναπαράστασης οποιουδήποτε μορίου με τα ηλεκτρόνια του κελύφους κοιλότητας γύρω από τα αντίστοιχα είδη και τους δεσμούς που συνδέονται με τα άτομα.

Δομή κουκίδων Lewis ονομάστηκε για πρώτη φορά από το όνομα του διαπρεπούς επιστήμονα Gilbert. Ν. Λιούις. Πρώτα εισήγαγε αυτό δομή lewis έννοια στο άρθρο του που ονομάστηκε «The Atom and The Molecule» το έτος 1916.

Δομή Lewis στην πραγματικότητα βοηθά στον προσδιορισμό της δομής, του αριθμού των ηλεκτρονίων που συμμετέχουν στον ομοιοπολικό δεσμό ή στο σχηματισμό καθώς και τα ηλεκτρόνια παραμένουν ως μη συνδεδεμένα ζεύγη. Όλα αυτά φαίνονται στο δομή lewis. Δίνει επίσης μια διέξοδο για τον υπολογισμό του τυπικού φορτίου καθενός από τα άτομα σε ένα συγκεκριμένο μοριακό είδος.

Διαδικασία σχεδίασης της δομής Lewis

Υπάρχουν ορισμένα σημεία που πρέπει να ακολουθηθούν σχεδιάστε τη δομή του lewis που εξηγούνται παρακάτω-

  • Οι ατομικοί αριθμοί καθώς και ο αριθμός των ηλεκτρονίων σθένους κάθε είδους θα υπολογιστούν πρώτα.
  • Ο αριθμός των ηλεκτρονίων για να γεμίσει η οκτάδα ή τα ηλεκτρόνια που απαιτούνται για να γεμίσουν το κέλυφος της κοιλότητας αυτού του είδους μετρήθηκαν για κάθε άτομο σχεδιάστε τη δομή του lewis.
  • Θα πρέπει επίσης να προσδιοριστεί ο αριθμός των ομοιοπολικών ή ιοντικών δεσμών που υπάρχουν σε αυτό το μόριο.
  • Μετά τον προσδιορισμό των παραπάνω παραμέτρων, θα σχεδιαστούν οι σκελετικές δομές του μορίου που θα δείχνουν τα ηλεκτρόνια του κελύφους κοιλότητας και τους δεσμούς που υπάρχουν στο μόριο.
δομή νιτρικού οξέος lewis
Δομή κουκίδων Lewis διοξειδίου του άνθρακα. Image Credit: Wikimedia Commons.

Σε αυτό παραπάνω δομή lewis του διοξειδίου του άνθρακα, τα μη συνδεδεμένα ηλεκτρόνια του οξυγόνου εμφανίζονται γύρω από τα άτομα οξυγόνου. Έχει συνολικά οκτώ ηλεκτρόνια και τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων είναι 1s2 2s2 2p4. Το συνολικό ηλεκτρόνιο σθένους είναι έξι. Μεταξύ αυτών των έξι ηλεκτρονίων, δύο ηλεκτρόνια συμμετέχουν στο σχηματισμό ομοιοπολικού δεσμού με τον άνθρακα. Τα υπόλοιπα τέσσερα ηλεκτρόνια εμφανίζονται ως μη συνδεδεμένα ηλεκτρόνια γύρω από καθένα από τα δύο άτομα οξυγόνου.

Ο άνθρακας έχει ατομικό αριθμό έξι με διαμόρφωση ηλεκτρονίων 1s2 2s2 2p2. Έτσι, έχει τέσσερα ηλεκτρόνια εξωτερικού κελύφους και όλα τα ηλεκτρόνια της κοιλότητας χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν τα τέσσερα ομοιοπολικοί δεσμοί με δύο άτομα οξυγόνου. Έτσι, δεν εμφανίζονται ηλεκτρόνια γύρω από τα άτομα άνθρακα.

Δομή νιτρικού οξέος Lewis

Το νιτρικό οξύ, γνωστό ως aqua fortis (αγγλικά σημαίνει ισχυρό νερό) είναι ένα πολύ ισχυρό ανόργανο οξύ που έχει μοριακή μάζα 63.012 g/mol και πυκνότητα 1.41 g/cm3. ο δομή lewis νιτρικού οξέος μπορεί επίσης να ληφθεί χρησιμοποιώντας τις μεθόδους που εξηγήθηκαν παραπάνω.

Δομή HNO3 Lewis
Νιτρικό οξύ Δομή Lewis.

Το νιτρικό οξύ περιέχει τρεις τύπους ατόμων, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο. Το οξυγόνο και το άζωτο έχουν οκτώ και έξι ηλεκτρόνια αντίστοιχα. Το οξυγόνο έχει συνολικά έξι ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του περίβλημα και το άζωτο έχει πέντε ηλεκτρόνια στο εξωτερικό του περίβλημα.  

Τα άτομα οξυγόνου συμβολίζονται ως 1,2,3 αντίστοιχα. Μεταξύ αυτών των ηλεκτρονίων, ο αριθμός 1 οξυγόνο υποδήλωνε τα τέσσερα ηλεκτρόνια του (μεταξύ 8 ηλεκτρονίων σθένους) στο σχηματισμό ομοιοπολικού δεσμού με άζωτο και υδρογόνο. Παρόμοια περίπτωση παρατηρείται και για τον αριθμό 3 που υποδηλώνει οξυγόνο. Αλλά διαφορετικό σενάριο είναι για το νούμερο 2 που υποδηλώνει οξυγόνο. Σε αυτό το οξυγόνο, έξι ηλεκτρόνια εμφανίζονται ως μη συνδεδεμένα γύρω από τα άτομα οξυγόνου και γίνονται αρνητικά.

Το άζωτο έχει πέντε ηλεκτρόνια στο κέλυφος του και χρησιμοποιεί τα τέσσερα από αυτά τα πέντε ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους στο σχηματισμό δεσμών με τρία άτομα οξυγόνου και γίνεται +1.

Επίσημος Υπολογισμός Χρέωσης Νιτρικού Οξέος

Το τυπικό φορτίο καθενός από τα άτομα σε ένα ολόκληρο μοριακό είδος μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο-

  • Τυπικό φορτίο = Συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων σθένους – αριθμός ηλεκτρονίων παραμένει ως μη συνδεδεμένος – (αριθμός ηλεκτρονίων που εμπλέκονται στο σχηματισμό δεσμού/2)
  • Επίσημη χρέωση στον αριθμό 1 και τον αριθμό 3 υποδηλώνει οξυγόνο = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Επίσημο φορτίο του αριθμού 2 συμβολίζει οξυγόνο = 6 – 6 – (2/2) = -1
  • Επίσημη χρέωση αζώτου = 5 – 0 – (8/2) = +1
  • Επίσημο φορτίο υδρογόνου = 1 – 0 – (2/2) = 0
Αρχείο:Nitric acid.svg
Νιτρικό οξύ.
Image Credit: Wikimedia Commons

Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)

Αντιδρά το νιτρικό οξύ με το νερό;

Απάντηση: Το νιτρικό οξύ διασπάται σε νερό και αποσυντίθεται σε διοξείδιο του αζώτου (ΟΧΙ2), οξυγόνο (O2) και το προκύπτον διάλυμα αποκτά κιτρινωπό χρώμα.

HNO3 = ΟΧΙ2 + Ο2 + Η2O

Αντιδρά το νιτρικό οξύ με το μέταλλο;

Απάντηση: Το νιτρικό οξύ αντιδρά με μέταλλο και ελευθερώνει αέριο υδρογόνο (Η2). Μετά από αντίδραση με νιτρικό οξύ το μαγνήσιο (Mg) σχηματίζει νιτρικό μαγνήσιο [Mg (ΟΧΙ3)2] και αέριο υδρογόνο.

Mg + HNO3 = Mg (ΟΧΙ3)2 + Η2

Διαβάστε επίσης: