Το οξυχλωριούχο φωσφορύλιο είναι η πλήρης μορφή του τύπου POCl3 και επίσης ευρέως γνωστό ως φωσφορυλοχλωρίδιο.
Το οξυχλωριούχο φωσφορύλιο περιέχει άτομα χλωρίου, φωσφόρου και οξυγόνου στη δομή του. Είναι ένα άχρωμο υγρό διάλυμα. Έχει πικάντικη οσμή. Είναι αρκετά τοξικό να εισπνέεται για τον άνθρωπο. Το όνομα IUPAC του φωσφορυλοχλωριδίου είναι φωσφορυλοτριχλωρίδιο. Ας συζητήσουμε λεπτομερώς τη δομή POCl3 lewis.
Πώς να σχεδιάσετε τη δομή lewis για το POCl3;
Ο χημικός τύπος για το οξυχλωριούχο φωσφορύλιο είναι το POCl3.
POCl3 Το μοριακό βάρος είναι 153.33 g mol-1.
Το POCl3 έχει Η μοριακή γεωμετρία είναι τετραεδρική.
Ο υβριδισμός του POCl3 είναι sp3.
Το POCl3 έχει πολική φύση.
Το μόριο οξυχλωριούχου φωσφορυλίου (POCl3) αποτελείται κυρίως από τρία στοιχεία, δηλαδή ένα άτομο φωσφόρου (P), ένα οξυγόνο (O) και τρία άτομα χλωρίου (Cl3) δομή. POCl3 lewis Η δομή αποτελείται από 3 απλούς δεσμούς ενωμένους σε 3 άτομα χλωρίου και ένας διπλός δεσμός με 1 άτομο οξυγόνου περιβάλλει το κεντρικό άτομο φωσφόρου. Υπάρχουν 2 μόνο ζεύγη ηλεκτρονίων που υπάρχουν στο άτομο οξυγόνου και τρία μόνο ζεύγη ηλεκτρονίων που υπάρχουν στα άτομα χλωρίου.
Το πρώτο είναι να υπολογίσουμε τα συνολικά ηλεκτρόνια σθένους που υπάρχουν στο μόριο POCl3 για να περιγράψουμε το POCl3 δομή lewis. Τώρα, υπολογίστε τα ηλεκτρόνια σθένους σε κάθε άτομο που υπάρχει στη δομή POCl3, δηλαδή ηλεκτρόνια σθένους που υπάρχουν σε ένα άτομο οξυγόνου, ένα άτομο φωσφόρου και τρία άτομα χλωρίου που υπάρχουν στο μόριο POCl3.
Για να μετρήσετε τα ηλεκτρόνια σθένους οποιουδήποτε στοιχείου, απλώς ελέγξτε τη θέση του στις ομάδες του περιοδικού πίνακα. Καθώς το άτομο φωσφόρου υπάρχει στη δέκατη πέμπτη ομάδα του περιοδικού πίνακα, το άτομο οξυγόνου βρίσκεται στη δέκατη έκτη ομάδα του περιοδικού πίνακα και το άτομο χλωρίου βρίσκεται στη δέκατη έβδομη ομάδα του περιοδικού πίνακα.
Επομένως, 5 ηλεκτρόνια σθένους στο άτομο P, 6 ηλεκτρόνια σθένους στο άτομο Ο και 7 ηλεκτρόνια σθένους σε τρία άτομα Cl.
Ως εκ τούτου, ολικά ηλεκτρόνια σθένους σε φώσφορο = 5×1 (P) = 5
Συνολικά ηλεκτρόνια σθένους στο οξυγόνο = 6×1 (O) = 6
Συνολικά ηλεκτρόνια σθένους στο χλώριο = 7×3 (Cl3) = 21
Άρα, ολικά ηλεκτρόνια σθένους για τη δομή lewis POCl3 = 5 (P) + 6 (O) + 7×3 (Cl3) = 32
Τώρα το δεύτερο είναι να επιλέξετε το στοιχείο με τη χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα του μορίου POCl3 και να τοποθετήσετε τα στοιχεία με τη χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα στην κεντρική θέση ενώ σχεδίαση δομής lewis POCl3. Επειδή μπορούν πιο ελεύθερα να μοιράζονται τα ηλεκτρόνια τους με γειτονικά γύρω άτομα ή στοιχεία.
Σε αυτό το μόριο POCl3, το άτομο φωσφόρου έχει ηλεκτραρνητικότητα 2.19, το άτομο οξυγόνου έχει ηλεκτραρνητικότητα 3.44 και το άτομο χλωρίου έχει ηλεκτραρνητικότητα 3.16.
Και από τα τρία στοιχεία το άτομο φωσφόρου έχει τη χαμηλότερη ηλεκτραρνητικότητα και επομένως πηγαίνει στην κεντρική θέση στο Δομή POCl3 lewis και το υπόλοιπο ένα οξυγόνο και τρία χλώριο περιβάλλεται από το κεντρικό άτομο φωσφόρου.
Τρίτο σημείο είναι να ενώσουμε όλα τα στοιχεία ή τα άτομα μεταξύ τους συνδέοντας στη δομή POCl3 lewis. Στο POCl3 μπορούμε να κάνουμε δύο τύπους δεσμών με τη διαφορετική κατανομή των μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων στο άτομο οξυγόνου. Υπάρχει πάντα ένα μοναδικό ζεύγος δεσμών με φώσφορο και χλώριο και στις δύο ακόλουθες δομές POCl3 lewis.
Επομένως, πρέπει να σχεδιάσουμε τρεις απλούς ομοιοπολικούς δεσμούς με τρία άτομα χλωρίου. Αλλά μπορούμε να σχεδιάσουμε είτε απλό είτε διπλό δεσμό με άτομο φωσφόρου και άτομο οξυγόνου στη δομή POCl3 lewis. Άρα, πρέπει να σχεδιάσουμε είτε απλό ομοιοπολικό δεσμό είτε διπλό δεσμό με φώσφορο και οξυγόνο.
Ο απλός ομοιοπολικός δεσμός μπορεί να σχεδιάσει αν βάλουμε τρία μονά ζεύγη ηλεκτρονίων στο οξυγόνο και διπλοί δεσμοί μπορούν να τραβήξουν εάν βάλουμε δύο μόνο ζεύγη ηλεκτρονίων στο οξυγόνο. Σημαίνει ότι η τυπική φόρτιση του οξυγόνου μειώνεται όταν σύρεται ο διπλός δεσμός.
Τώρα πρέπει να υπολογίσουμε την παρουσία ηλεκτρονίων σθένους στο POCl3 δομή lewis. Υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια σε κάθε μονοομοιοπολικό δεσμό P-Cl και PO. Αλλά υπάρχει η μετατόπιση ενός μόνο ζεύγους ηλεκτρονίων για να σχηματίσει διπλό δεσμό που έχει τέσσερα ηλεκτρόνια δεσμού σε έναν διπλό δεσμό P=O.
Άρα, υπάρχουν συνολικά 32 ηλεκτρόνια σθένους στο POCl3 δομή lewis και πρέπει να βρούμε συνολικά ζεύγη ηλεκτρονίων. Απλώς διαιρέστε αυτήν την τιμή με το 2 που έχουμε.
Συνολικά ζεύγη ηλεκτρονίων POCl3 = ολικά ηλεκτρόνια σθένους / 2
Συνολικό ζεύγος ηλεκτρονίων POCl3 = 32/2 = 16
Άρα, έχουμε συνολικά δεκαέξι ηλεκτρόνια ζεύγη στη δομή POCl3 lewis.
Διαβάστε περισσότερα για Γεγονότα για το cr2o3 + al :What,How To Balanc
Κανόνας οκτάδας δομής POCl3 lewis
Στο POCl3, το άτομο χλωρίου θέλει μόνο ένα ηλεκτρόνιο σθένους για να ολοκληρώσει την οκτάδα του. Έτσι μπορεί να μοιράζεται ένα ηλεκτρόνιο σθένους με άτομο φωσφόρου. Επομένως, σχηματίζει τρεις απλούς δεσμούς μεταξύ ατόμου φωσφόρου και ατόμου χλωρίου.
Μετά το σχηματισμό τριών δεσμών P-Cl με το χλώριο, το άτομο του φωσφόρου έχει άλλα δύο ηλεκτρόνια μη κοινόχρηστου σθένους καθώς έχει ήδη μοιραστεί τρία ηλεκτρόνια με το άτομο χλωρίου από τα συνολικά πέντε ηλεκτρόνια του. Επίσης το άτομο οξυγόνου απαιτούσε δύο επιπλέον ηλεκτρόνια σθένους για να συμπληρώσει την οκτάδα του.
Έτσι, ο φώσφορος μοιράστηκε τρία ηλεκτρόνια με το χλώριο από τα πέντε ηλεκτρόνια του τώρα υπάρχουν οκτώ ηλεκτρόνια σθένους που έχει το άτομο του φωσφόρου στο εξωτερικό του περίβλημα. Αλλά καθώς το άτομο φωσφόρου ανήκει στο 15th ομάδα του περιοδικού πίνακα, μπορεί εύκολα να μοιραστεί και τα πέντε ηλεκτρόνια σθένους του με άλλα στοιχεία για να σχηματίσει μια σταθερή δομή.
Σε αυτό το μόριο POCl3, ο φώσφορος θα δώσει εύκολα τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια του με άτομο οξυγόνου δημιουργώντας διπλούς δεσμούς. Άρα, υπάρχουν διπλοί δεσμοί P=O που σχηματίζονται μεταξύ ατόμων οξυγόνου και φωσφόρου, οπότε όλα στοιχεία πλέον ολοκληρωμένα η οκτάδα του. Ως εκ τούτου, το μεσαίο άτομο P σχημάτισε 3 απλούς ομοιοπολικούς δεσμούς συνδεδεμένους με 3 άτομα χλωρίου και 1 διπλό δεσμό συνδεδεμένο με ένα άτομο οξυγόνου.
POCl3 lewis δομή επίσημες χρεώσεις
Αν τα άτομα σε οποιαδήποτε Η δομή lewis έχει χαμηλές επίσημες χρεώσεις τότε το διάγραμμα δομής lewis είναι πιο σταθερό. Ο τύπος για τον υπολογισμό οποιουδήποτε τυπικού φορτίου ατόμων στο διάγραμμα Lewis είναι ο ακόλουθος:
Τυπικό φορτίο = (ηλεκτρόνια σθένους – μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων – ½ ηλεκτρόνια σύνδεσης)
Υπολογίστε πρώτα το τυπικό φορτία και στα τρία άτομα χλωρίου της δομής POCl3 lewis. Και τα τρία άτομα χλωρίου έχουν τα ίδια ηλεκτρόνια μοναχικού ζεύγους και ζεύγους δεσμών, επομένως μπορούμε να υπολογίσουμε το επίσημο φορτίο για ένα άτομο χλωρίου επίσης.
Άτομο χλωρίου: Ηλεκτρόνια σθένους στο χλώριο = 07
Μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων στο χλώριο = 06
Σύνδεση ηλεκτρονίων με χλώριο = 2 (ένας απλός δεσμός)
Επίσημο τέλος χλωρίου = (7 – 6 – 2/2) = 0
Έτσι, και τα τρία άτομα χλωρίου έχουν μηδενικά τυπικά φορτία.
Άτομο φωσφόρου: Ηλεκτρόνιο σθένους στο κεντρικό άτομο φωσφόρου = 05
Μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων στο κεντρικό άτομο φωσφόρου = 00
Σύνδεση ηλεκτρονίων γύρω από το κεντρικό άτομο φωσφόρου = 8 (μονοί 3 δεσμοί με Cl)
Επίσημο τέλος φωσφόρου = (05 – 0 – 8/2) = +1
Ως εκ τούτου, το κεντρικό άτομο φωσφόρου του POCl3 Η δομή lewis έχει +1 επίσημη χρέωση.
Άτομο οξυγόνου: Ηλεκτρόνια σθένους στο οξυγόνο = 06
Μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων στο οξυγόνο = 06
Σύνδεση ηλεκτρονίων με οξυγόνο = 2 (ένας διπλός δεσμός)
Τυπική φόρτιση οξυγόνου = (6 – 6 – 2/2) = -1
Άρα, το άτομο οξυγόνου έχει -1 τυπικό φορτίο.
Έτσι, το POCl3 έχει +1 φορτίο στο άτομο φωσφόρου και -1 φορτίο στο άτομο οξυγόνου, αλλά χωρίς φορτίο στα άτομα χλωρίου, αυτού του είδους η δομή lewis που περιέχει δεσμούς δεν είναι σταθερή στη φύση, πρέπει να μειώσουμε το φορτίο του οξυγόνου μετατρέποντας το μοναχικό ηλεκτρόνιο ζεύγος σε ζεύγος ομολόγων όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα.
POCl3 lewis δομή μεμονωμένα ζεύγη
Υπάρχουν συνολικά 16 μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων στη δομή POCl3 lewis. Η δομή POCl3 lewis έχει τέσσερις δεσμούς ενωμένους με ένα άτομο οξυγόνου και 3 άτομα χλωρίου. Τώρα θα πρέπει να επισημάνουμε μόνο τα 12 εναπομείναντα ζεύγη ηλεκτρονίων ως μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων στη δομή POCl3 lewis.
Όπως ήδη γνωρίζουμε ότι τα άτομα χλωρίου και φωσφόρου ανήκουν στο 3rd περίοδο του περιοδικού πίνακα και μπορούν να έχουν περισσότερα από οκτώ ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα σθένους. Ομοίως το οξυγόνο ανήκει στο 2nd περίοδο του περιοδικού πίνακα και δεν έχει περισσότερα τα οκτώ ηλεκτρόνια στο τελευταίο εξωτερικό του περίβλημα.
Ας αρχίσουμε να επισημαίνουμε ηλεκτρόνια ενός ζεύγους από εξωτερικά άτομα, δηλαδή το ένα άτομο οξυγόνου και τρία άτομα χλωρίου. Επομένως, το οξυγόνο και τρία άτομα χλωρίου έχουν τρία μόνα ζεύγη ηλεκτρονίων και ο φώσφορος δεν έχει μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων καθώς και τα 12 ζεύγη ηλεκτρονίων μοιράζονται ήδη μεταξύ O και Cl.
Σχήμα δομής POCl3 lewis
Στη δομή POCl3 lewis, το κεντρικό άτομο φωσφόρου έχει 4 δεσμούς με 4 άτομα, δηλαδή 1 άτομα οξυγόνου και 3 άτομα χλωρίου. Όλα τα άτομα διατάσσονται σε αυτήν την πιθανή θέση μεταξύ τους, έτσι ώστε να μπορούν να μειώσουν τις απωστικές δυνάμεις μεταξύ των ζευγών δεσμών ηλεκτρονίων.
Η θεωρία VSEPR λέει ότι, οποιοδήποτε μόριο μπορεί να υιοθετήσει τη γεωμετρία για να μειώσει τις δυνάμεις απώθησης, π.χ. δομή lewis Τα ηλεκτρόνια ζεύγους δεσμών οποιουδήποτε ατόμου δεν έχουν απώθηση εάν υπάρχουν ηλεκτρόνια μεμονωμένου ζεύγους δεν υπάρχουν. Ο γενικός τύπος για το μόριο POCl3 είναι AX4.
Η καλύτερη σχήμα της δομής POCl3 lewis έχει τετραεδρικό σχήμα σύμφωνα με τη μοριακή του γεωμετρία καθώς το κεντρικό άτομο φωσφόρου συνδέεται με τέσσερα άλλα άτομα.
Υβριδισμός POCl3
Ο στερεικός αριθμός είναι μια βάση για να βρεθεί ο υβριδισμός οποιασδήποτε δομής ή μορίου. POCl3 υβριδισμός δομής lewis μπορεί να αποδοθεί από τον στερικό αριθμό των κεντρικών του ατόμων φωσφόρου.
Ο στερεικός αριθμός είναι το άθροισμα του συνολικού αριθμού των συνδεδεμένων ατόμων που συνδέονται (συνδεδεμένα) με το κεντρικό άτομο και το μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων που υπάρχουν σε αυτό.
Στερικός αριθμός POCl3 = (αριθμός συνδεδεμένων στοιχείων ή ατόμων συνδεδεμένων με μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων φωσφόρου + άτομο φωσφόρου)
Όπως βλέπουμε τη δομή lewis POCl3 παραπάνω, το κεντρικό άτομο φωσφόρου ενώνεται με ένα άτομο οξυγόνου και τρία άτομα χλωρίου, δηλαδή τέσσερις δεσμούς με τέσσερα άτομα και δεν έχουν μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων πάνω του.
Άρα, στερικός αριθμός POCl3 = 4 + 0 = 4
Η δομή POCl3 lewis έχει έναν τετραγωνικό αριθμό μετά τον υπολογισμό, επομένως είναι σε sp3 υβριδισμός φωσφόρου σε δομή POCl3.
Συντονισμός δομής POCl3 lewis
Η δομή συντονισμού δείχνει τη διακύμανση στην κατανομή των ηλεκτρονίων από τη μια δομή στην άλλη δομή. Υπάρχουν ορισμένοι κανόνες για την κατάρτιση της δομής συντονισμού για οποιαδήποτε χημική ένωση ή μόριο ή για τη δομή lewis.
Το μόριο της δομής χρειαζόταν πολλαπλούς δεσμούς (διπλός/τριπλός δεσμός) και τουλάχιστον ένα μεμονωμένο ζεύγος ηλεκτρονίων θα πρέπει να βρίσκεται σε γειτονικό άτομο στη δομή. Εάν κάποια δομή πληροί αυτές τις προϋποθέσεις, μπορούμε εύκολα να σχεδιάσουμε τη δομή συντονισμού οποιουδήποτε μορίου με κατανομή ηλεκτρονίων και φορτίων στα άτομα του μορίου.
Η δομή συντονισμού του μορίου POCl3 δεν είναι δυνατή καθώς δεν είναι μια σταθερή δομή για να σχηματίσει συντονισμό. Καθώς το άτομο του φωσφόρου έχει διπλούς δεσμούς με το οξυγόνο και τρεις απλούς δεσμούς με κάθε άτομο χλωρίου. Έτσι, ο φώσφορος έχει μια εκτεταμένη οκτάδα.
POCl3 πολικό ή μη
Το μόριο POCl3 είναι ένα πολικό μόριο καθώς έχει άνιση κατανομή ηλεκτρονίων σε όλη τη δομή του. Το μόριο POCl3 αποτελείται από ομοιοπολικούς δεσμούς, δηλαδή ο δεσμός φωσφόρου οξυγόνου (PO) είναι ελαφρώς-μετρίως ομοιοπολικός στη φύση και οι δεσμοί φωσφόρου χλωρίου (P-Cl) είναι μετρίως ομοιοπολικοί.
Η πολικότητα του μορίου POCl3 μπορεί να προσδιοριστεί σχεδιάζοντας γραμμές συμμετρίας μέσω της δομής POCl3. Το μόριο είναι πολικό εάν μία ή λίγες γραμμές βρίσκονται σε συμμετρία στη δομή. Ακόμη και το μόριο είναι πολικό εάν δεν διασχίζονται γραμμές συμμετρίας στη δομή. Έτσι, το μόριο POCl3 δεν έχει τη γραμμή συμμετρίας στη δομή του.
Εάν τα μόρια POCl3, οι δεσμοί ενός ατόμου είναι είτε ομοιοπολικής είτε ιοντικής φύσης, μπορούν να προσδιοριστούν από τη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας των ατόμων φωσφόρου και οξυγόνου και φωσφόρου και χλωρίου. Εάν η τιμή του αποτελέσματος είναι από 0 έως 1.6 τότε είναι ομοιοπολικός δεσμός, εάν η τιμή είναι από 1.8 έως 3.0 τότε είναι ιονικός δεσμός και αν η τιμή του δεσμού είναι ακριβώς 1.7 τότε έχει ουδέτερο δεσμό.
Για το μόριο POCl3, 3.5 είναι η ηλεκτραρνητικότητα του οξυγόνου και 2.19 είναι η ηλεκτραρνητικότητα του φωσφόρου. Έτσι, η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ του ατόμου φωσφόρου και οξυγόνου είναι 1.3 που δείχνει ότι ο δεσμός είναι ελαφρώς-μέτρια ομοιοπολικός.
Επίσης 3.2 είναι η ηλεκτραρνητικότητα του χλωρίου και 2.19 η ηλεκτραρνητικότητα του φωσφόρου και η διαφορά του είναι 1.0 που κάνει τον δεσμό μετρίως ομοιοπολικό. Έτσι, η δομή POCl3 lewis εμπίπτει στα πολικά μόρια.
Γωνία δεσμού δομής POCl3 lewis
Όταν προσδιορίζουμε τη μοριακή γεωμετρία του μορίου POCl3 με τη βοήθεια του πίνακα AXN, δείχνει ότι ο φώσφορος δεν έχει μεμονωμένο ζεύγος ηλεκτρονίων και σχηματίζει τέσσερις δεσμούς με τέσσερα άτομα, δηλαδή Ο και τρία Cl, που είναι παρόμοιο με το AX4. Εδώ, Α = κεντρικό άτομο και Χ = αριθμός δεσμών που σχηματίζονται με το κεντρικό άτομο.
Ως POCl3 δομή lewis έχει τετραεδρικό σχήμα, επομένως έχει γωνία δεσμού 109.8 μοιρών, αν και μπορεί να διαφέρει αρκετά λόγω του διπλού δεσμού στο μόριό του.
Χρήσεις POCl3
- Το οξυχλωριούχο φωσφορύλιο είναι ο πρόδρομος του Ν,Ν-διμεθυλφωσφοραμιδικού διχλωριδίου.
- Με τη χημική σύνθεση πολλαπλών σταδίων, το τριχλωριούχο φωσφορύλιο μετατρέπεται σε νευρικά αέρια. Είναι εμπνευστής των χημικών όπλων.
- Ο οξυχλωριούχος φωσφόρος χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή τριεστέρων αλκυλίου και αρυλίου ορθοφωσφορικού.
- Στην κρυοσκόπηση το POCl3 χρησιμοποιείται ως διαλύτης.
- Το POCl3 χρησιμοποιείται επίσης σε γεωργικά χημικά (μη παρασιτοκτόνα), επιβραδυντικά φλόγας, ενδιάμεσα προϊόντα, βοηθήματα επεξεργασίας κ.λπ.
- Το POCl3 χρησιμοποιείται σε εργαστήρια για διάφορες αντιδράσεις αφυδάτωσης.
- Στις βιομηχανίες ημιαγωγών το POCl3 χρησιμοποιείται επίσης ως πηγή υγρού φωσφόρου σε διαδικασίες διάχυσης.
- Το POCl3 παίζει επίσης ζωτικό ρόλο στην παρασκευή του αντιδραστηρίου Vilsmeier, καθώς χρησιμοποιείται στην αντίδραση Vilsmeier-Haack.
