Αυτό το άρθρο εξετάζει τη δομή pf3 lewis και τον υβριδισμό, το σχήμα, τη γωνία δεσμού και σχετικές λεπτομερείς εξηγήσεις.
PF3 είναι ένα ομοιοπολικό μόριο όπου το P βρίσκεται σε κεντρική θέση και περιβάλλεται από τρία άτομα F. Τα P και F συνδέονται ομοιοπολικά μαζί με το sp3 παραγωγή μικτών γενών. Το μόριο έχει τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα αλλά η γεωμετρία του μορίου είναι τετραεδρική. Η γωνία δεσμού FPF είναι περίπου 970 αντί για 109.50.
PF3 είναι μια ουδέτερη ένωση, επομένως δεν εμφανίζεται φορτίο σε αυτήν την ένωση. Μεταξύ των πέντε ηλεκτρονίων σθένους του P, μόνο τρία από αυτά συμμετέχουν στο σχηματισμό δεσμών και τα υπόλοιπα δύο είναι μη συνδεδεμένα ηλεκτρόνια και εμφανίζονται ως μόνα ζεύγη. PF3 είναι ένα πολικό μόριο. Έτσι, εδώ θα μάθουμε για το pf3 δομή lewis και άλλα γεγονότα για αυτό αναλυτικά.
Μερικά στοιχεία για Τριφθοριούχος φώσφορος
Η καλύτερη μοριακή μάζα του PF3 είναι 87.98 g/mol, η πυκνότητα είναι 3.91 g/l. Το σημείο τήξης και το σημείο βρασμού του PF3 είναι 121.7 K και 171.4 K αντίστοιχα. Δείχνει μια τιμή χημικής μετατόπισης στο -34 στο 19F NMR. PF3 κανονικά συντίθεται μέσω της αντίδρασης ανταλλαγής αλογόνου μεταξύ τριχλωριούχου φωσφόρου και διαφόρων φθοριούχων μετάλλων όπως το ZnCl2 ή Cacl2.
Μέθοδος σχεδίασης της δομής lewis για PF3
Πριν προχωρήσετε με το δομή lewis του PF3 στην αρχή, θα πρέπει να ξέρουμε τι είναι η δομή lewis. Δομή Lewis ή τελεία lewis Η δομή είναι ένα είδος αναπαράστασης ενός μορίου που δείχνει τα ηλεκτρόνια σθένους, ειδικά στον ομοιοπολικό δεσμό.
Υπάρχουν ορισμένα σημεία που πρέπει να έχετε κατά νου για να σχεδιάσετε το δομή lewis ενός μορίου.
- Αρχικά, πρέπει να υπολογίσουμε τα ηλεκτρόνια σθένους κάθε μεμονωμένου ατόμου στο μόριο και να τα αθροίσουμε.
- Εάν το μόριο φέρει αρνητικό φορτίο τότε προστίθεται ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο ίσο με το αρνητικό φορτίο.
- Εάν το μόριο είναι κατιονικό τότε θα πρέπει να αφαιρεθεί ίσος αριθμός ηλεκτρονίων από το μόριο.
- Στη συνέχεια, θα πρέπει να αναγνωρίσουμε το κεντρικό άτομο από την ηλεκτραρνητικότητα του. Κανονικά, ένα ανταγωνιστικά πιο ηλεκτροθετικό άτομο θα πρέπει να είναι το κεντρικό άτομο.
- Τώρα όλα τα άτομα στα μόρια συνδέονται μέσω ενός μόνο δεσμού.
- Στη συνέχεια, μεμονωμένα ζεύγη εκχωρούνται στο άτομο, γενικά μεμονωμένα ζεύγη εκχωρούνται στο ηλεκτροθετικό άτομο.
- Μετά την αντιστοίχιση των μονών ζευγών, εάν η οκτάδα ενός ατόμου δεν έχει συμπληρωθεί, τότε θα πρέπει να σχεδιαστεί ένας διπλός ή τριπλός δεσμός για να ολοκληρωθεί η οκτάδα. Εάν απαιτείται, τα μόνα ζεύγη θα πρέπει να μετατραπούν στα ζεύγη ομολόγων για να ικανοποιήσουν την οκτάδα.
Σε αυτή τη δομή του τριφθοριούχου φωσφόρου, μπορούμε να δούμε ένα άτομο φωσφόρου να περιβάλλεται από τρία άτομα φθορίου. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του Phosphorus είναι 1s22s22p63s23p3, οπότε λαμβάνοντας υπόψη τα ηλεκτρόνια σθένους του φωσφόρου είναι πέντε, εκ των οποίων τα τρία είναι ζεύγη δεσμών και δύο εμφανίζονται ως μοναχικό ζεύγος, και η ηλεκτρονική διαμόρφωση του Φλουρίου είναι 1s22s22p5, άρα τα ηλεκτρόνια σθένους κάθε ατόμου φθορίου είναι επτά και εμφανίζονται ως τρία μόνα ζεύγη και ένα ζεύγος δεσμών. Άρα, ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων σθένους για το PF3 το μόριο είναι 5 + (7*3) =26.
PF3 σχήμα δομής lewis
Στο PF3 Η πυκνότητα ηλεκτρονίων του μορίου βρίσκεται γύρω από το κεντρικό άτομο του φωσφόρου και υπάρχουν τρία ζεύγη δεσμών και ένα μοναχικό ζεύγος.
Σε αυτή την περίπτωση τριφθοριούχος φώσφορος, η δομή είναι τριγωνική πυραμίδα. Στην τριγωνική πυραμιδική δομή, ένα άτομο φωσφόρου υπάρχει στην κεντρική θέση και τρία άτομα φθορίου υπάρχουν στις τρεις γωνίες.
PF3 δομή lewis επίσημη χρέωση
Το επίσημο φορτίο ορίζεται ως το φορτίο ενός συγκεκριμένου μορίου υποθέτοντας ότι όλα τα άτομα έχουν την ίδια ηλεκτραρνητικότητα.
FC = Nv - Νlp -1/2 Βbp
Nv = αριθμός ηλεκτρονίων στη στιβάδα σθένους του ελεύθερου ατόμου
Nλπ = αριθμός ηλεκτρονίων σε μεμονωμένο ζεύγος
Nbp = αριθμός ηλεκτρονίων που συμμετέχουν στο σχηματισμό του δεσμού.
Η τυπική χρέωση λοιπόν του ΠΦ3 το μόριο είναι 26-(3*6)-6 = 2
Αριθμός μοναχικών ζευγών στο PF3 Δομή Lewis
Ο συνολικός αριθμός μεμονωμένων ζευγών στο τριφθοριούχο φώσφορο είναι το άθροισμα των μεμονωμένων ζευγών ατόμων φθορίου και ατόμων φωσφόρου. Ο αριθμός των μεμονωμένων ζευγών πάνω από τον Φώσφορο είναι ένα και κάθε Φθόριο περιέχει τρία μόνα ζεύγη. Άρα, τα συνολικά μεμονωμένα ζεύγη τριφθοριούχου φωσφόρου είναι 1+ (3*3) =10.
Υβριδισμός PF3
Τι είναι η Υβριδοποίηση;
Περιλαμβάνει την ανάμειξη ατομικών τροχιακών που έχουν παρόμοια ενέργεια για να σχηματίσουν ίσο αριθμό μικτών τροχιακών ή υβριδικών τροχιακών και αυτά τα υβριδικά τροχιακά είναι τόσο προσανατολισμένα στο χώρο που μπορούν να επικαλύπτονται με κατάλληλα τροχιακά των επόμενων. Αν τα τροχιακά είναι της ίδιας ενέργειας ονομάζεται ισοδύναμος υβριδισμός και αν τα μικτά τροχιακά είναι διαφορετικής ενέργειας τότε ονομάζεται μη ισοδύναμος υβριδισμός.
| Structure | κατάσταση υβριδισμού κεντρικού ατόμου | Γωνία δεσμού |
| Γραμμικός | sp /sd / pd | 1800 |
| Planner τριγωνικό | sp2 | 1200 |
| Τετράεδρος | sd3/ sp3 | 109.50 |
| Τριγωνικό διπυραμιδικό | sp3d/dsp3 | 900 (αξονική), 1200(ισημερινού) |
| Οκτάεδρος | sp3d2/ δ2sp3 | 900 |
| Πεντάγωνο διπυραμιδικό | sp3d3/d3sp3 | 900, 720 |
Στη βασική κατάσταση, η ηλεκτρονική διαμόρφωση του Φωσφόρου είναι [Ne]3s23p3. Εμείς γνωρίζουν τον μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων που καταλαμβάνει στο p τροχιακό είναι 6. Άρα εδώ η έλλειψη ηλεκτρονίων είναι 3. Τώρα η ηλεκτρονική διαμόρφωση του φθορίου είναι [He]2s22p5.
Έτσι, για να ολοκληρωθεί η οκτάδα του Φωσφόρου χρειάζεται άλλα 3 ηλεκτρόνια και για να ολοκληρωθεί η οκτάδα του Φθορίου αφαιρεί ένα ηλεκτρόνιο. Έτσι, κάθε Φθόριο δίνει ένα ηλεκτρόνιο στο κενό p τροχιακό του Φωσφόρου και ολοκλήρωσε την οκτάδα του και αφού λάβει τρία ηλεκτρόνια ακόμη και ο Φώσφορος συμπληρώνει την οκτάδα του.
Έτσι, ένας σταθερός δεσμός είναι ένας σχηματισμός που συμβαίνει μέσω της ανάμειξης s και τριών p τροχιακών. Ο φώσφορος έχει δύο ηλεκτρόνια στο τροχιακό του 3s ως μοναχικό ζεύγος και το τροχιακό του 3p είναι γεμάτο με έξι ηλεκτρόνια (3px3 σελy3 σελz, τρία μόνα τους και τρία από κάθε φθόριο). Εδώ λοιπόν στον υβριδισμό εμπλέκονται ένα s τροχιακό και 3 p τροχιακό. Άρα, ο τρόπος υβριδισμού είναι sp3.
Στην περίπτωση του υβριδισμού, θεωρούμε πάντα τον απλό δεσμό ή τον δεσμό σίγμα, όχι τον δεσμό π ή τους πολλαπλούς δεσμούς. Από το παραπάνω διάγραμμα, μπορούμε εύκολα να προβλέψουμε τη δομή του PF3 το μόριο είναι τετραεδρικό καθώς η κατάσταση υβριδοποίησής του είναι sp3. Στην περίπτωση της δομής, λαμβάνουμε υπόψη τα περιβαλλόμενα άτομα καθώς και τα μεμονωμένα ζεύγη επίσης. Αλλά ως προς το σχήμα, θεωρούμε μόνο περιβάλλοντα άτομα από το κεντρικό άτομο. Έτσι, το μόριο έχει τριγωνικό πυραμιδικό σχήμα, όχι τριγωνικό σχεδιαστή γιατί λόγω της παρουσίας μοναχικού ζεύγους η γωνία δεσμού FPF δεν είναι καν κοντά στο 1200. Για ένα ιδανικό τετραεδρικό μόριο, η γωνία δεσμού είναι 109.50.
PF3 Bond Angle
Από τον πίνακα υβριδοποίησης, μπορούμε να δούμε ότι για το sp3 Η γωνία δεσμού υβριδοποιημένου μορίου είναι 109.50. Αλλά στην περίπτωση του PF3 μόριο, η γωνία δεσμού είναι σχεδόν 970 (στην πραγματικότητα 96.30) αν και το μόριο είναι sp3 υβριδοποιημένο. Αυτή η ανωμαλία της γωνίας δεσμού μπορεί να εξηγηθεί για δύο λόγους. Το ένα είναι η απώθηση μοναχικού ζεύγους-μοναχικού ζεύγους και ένα ο κανόνας του Μπεντ.
Στο ΠΦ3 μόριο, θα υπάρχει ένα μοναχικό ζεύγος πάνω από τον Φώσφορο που υπάρχει στο sp3 υβριδοποιημένο τροχιακό και τρία φθόριο έχουν τρία ζεύγη μοναχικού ζεύγους. Εδώ, λοιπόν, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα για απόκρουση μοναχικού ζευγαριού. Για να αποφευχθεί αυτή η απώθηση sp3 Το υβριδοποιημένο μοναχικό ζεύγος ωθεί τον δεσμό PF μακριά από αυτόν και επομένως μειώνει τη γωνία δεσμού FPF. Η απώθηση είναι τόσο υψηλή που ο δεσμός μειώνεται πολύ και πλησιάζει το 970.
PF3 κανόνας οκτάδας
Σύμφωνα με τον κανόνα της οκτάδας, κάθε άτομο πρέπει να ολοκληρώσει το κέλυφος του σθένους δωρίζοντας ηλεκτρόνια ή δεχόμενο ηλεκτρόνια για να αποκτήσει την πλησιέστερη διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Ο φώσφορος είναι μια ομάδα στοιχείων VA, επομένως έχει 5 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό περίβλημά του και το φθόριο είναι ένα στοιχείο VIIA, επομένως έχει 7 ηλεκτρόνια στο εξωτερικό περίβλημα.
Έτσι, υπό τον υβριδισμό θα υπάρξουν τέσσερα νέα υβριδικά τροχιακά που θα σχηματίσουν, με αυτόν τον τρόπο ο Φώσφορος καθώς και το Φθόριο θα ολοκληρώσουν την οκτάδα τους και θα αποκτήσουν την πλησιέστερη διαμόρφωση ευγενών αερίων και θα σχηματίσουν ένα σταθερό μόριο PF3.
PF3 δομή συντονισμού
Ο συντονισμός είναι μια θεωρητική έννοια - που εισάγεται για να εξηγήσει τις ιδιότητες σύνδεσης των μορίων μέσω της μετατόπισης των ηλεκτρονικών νεφών μεταξύ των ατόμων με τέτοιο τρόπο ώστε η κύρια δομή του πλαισίου να παραμένει αμετάβλητη. Στην πραγματικότητα, είναι ένα άλλο μοντέλο σύνδεσης όπου η πραγματική δομή μπορεί να αναπαρασταθεί ως ο συντονισμός που έχει ένα υβρίδιο ενός αριθμού διαφορετικών κανονικών μορφών.
Κανόνες για τη δομή που συνεισφέρει περισσότερο
- Η δομή που συνεισφέρει περισσότερο θα πρέπει να είναι αυτή που περιέχει τον μεγαλύτερο αριθμό ομοιοπολικών δεσμών.
- Για περισσότερες από μία δομές που έχουν ίσο αριθμό ομοιοπολικών δεσμών, αυτή στην οποία περισσότεροι ηλεκτραρντικοί υποκαταστάτες που περιέχουν το ηλεκτραρνητικό φορτίο θα έχουν μεγαλύτερη συνεισφορά, περισσότεροι ηλεκτροθετικοί υποκαταστάτες που περιέχουν το θετικό φορτίο.
PF3 πολικό ή μη πολικό
Για την πολικότητα ενός μορίου, θα πρέπει πρώτα να δούμε τη διπολική ροπή αυτού του μορίου. Από το ηλεκτροθετικό άτομο στο ηλεκτραρνητικό άτομο λειτουργεί διπολική ροπή. Σε αυτό το μόριο ο φώσφορος είναι ηλεκτροθετικός και το φθόριο είναι ηλεκτραρνητικό. Έτσι, η διπολική ροπή λειτουργεί από τον Φώσφορο στο Φθόριο. Το μόριο είναι τριγωνικό πυραμιδικό, επομένως το σχήμα δεν είναι συμμετρικό. Έτσι, δεν υπάρχει συμμετρική κατανομή φορτίου. Αυτό το μόριο έχει μια προκύπτουσα διπολική ροπή. Λοιπόν PF3 είναι ένα πολικό μόριο.
Χρήσεις PF3
Έχοντας ένα κενό d τροχιακό του P, το PF3 μπορεί εύκολα να συνδεθεί με μέταλλο με χαμηλή οξείδωση κατάσταση που έχει μεγαλύτερο αριθμό ηλεκτρονίων d. Είναι ένας ισχυρός συνδετήρας π-δέκτης λόγω της παρουσίας τριών ηλεκτραρνητικών ατόμων φθορίου. Έτσι, μπορεί να συμμετέχει σε πολλές οργανομεταλλικές αντιδράσεις. Τόσες πολλές οργανομεταλλικές αντιδράσεις μπορούν να πραγματοποιηθούν με τη βοήθεια του PF3.
Συχνές ερωτήσεις (FAQ)
Γιατί το PH3 έχουν μικρότερη γωνία δεσμού από το PF3;
Λαμβάνοντας υπόψη το σχηματισμό PF3 όπου τρία άτομα F πλησιάζουν το κεντρικό άτομο p κατά μήκος των τριών αξόνων. Όταν τα 3 άτομα F έρθουν σε απόσταση δεσμού, θα υποστούν στερική απώθηση λόγω του μοναδικού ζεύγους των ατόμων P καθώς και των ατόμων F. Ως εκ τούτου, το σύστημα θα είναι ασταθές. Προκειμένου να αποκτήσει σταθεροποίηση, το κεντρικό άτομο P υφίσταται sp3 υβριδισμός και η γωνία δεσμού γίνεται 970(κανόνας του Bent).
Όταν τα άτομα 3 Η προσεγγίζουν το κέντρο P με παρόμοιο τρόπο, αυτό οφείλεται στο μικρότερο μέγεθος του ατόμου H και στο μεγαλύτερο μέγεθος του ατόμου P, τα άτομα 3 Η δεν θα υποστούν καμία στερική απώθηση. Έτσι το σύστημα δεν είναι ενέργειες και το πx, Σ.y, Σ.z τα τροχιακά του P εμπλέκονται άμεσα στο σχηματισμό του δεσμού και δεν χρειάζεται υβριδοποίηση - επομένως η γωνία του δεσμού HPH είναι περίπου 900.
Υπάρχει δυνατότητα επανακόλλησης στο PF;3 ?
Ναι, υπάρχει πιθανότητα πίσω συγκόλλησης στο PF3 μόριο. Το P έχει ένα κενό d τροχιακό και το F έχει 3 ζεύγη μοναχικών ζευγών. Άρα θα υπάρχει μεγάλη πιθανότητα σχηματισμού dπ-pπ πίσω συγκόλληση.
Επίσης, κάντε κλικ για να μάθετε σχετικά Δομή Γλυκερόλης.
