Formell Load Formula, Hvordan Beregne Det Og Eksempler



den formell avgift (CF) er det som er tilordnet et atom i et molekyl eller en ion, noe som gjør det mulig å forklare dets strukturer og kjemiske egenskaper som en funksjon av den. Dette konseptet innebærer hensynet til maksimal karakter av kovalens i lenken A-B; det vil si at paret av elektroner deles like mellom A og B.

For å forstå det ovennevnte i det nedre bildet vises to atomer koblet til: en som er angitt med bokstaven A og den andre med bokstaven B. Som det kan ses, blir i koblingen av kretsene en forbindelse dannet med paret ":". I denne heteronukleære molekylen, hvis A og B har de samme elektronegativiteter, forblir paret ":" likeverdig mot både A og B.

Men siden to forskjellige atomer ikke kan ha identiske egenskaper, er paret ":" tiltrukket av det som er mer electronegative. I dette tilfellet, hvis A er mer elektronegativ enn B, er paret ":" nærmere A enn til B. Det motsatte skjer når B er mer elektronegativ enn A, nærmer seg nå ":" a B.

Da, for å tildele de formelle kostnadene til både A og B, er det nødvendig å vurdere det første tilfellet (det ene over bildet). Hvis den rent kovalente binding A-B ble brutt, ville det oppstå en homolytisk sammenbrudd som genererer de frie radikalerne A · og · B.

index

  • 1 Kvalitative fordeler ved bruk av formell last
  • 2 Formel og hvordan å beregne den
    • 2.1 Variasjoner av beregningen i henhold til strukturen
  • 3 Eksempler på formelle kostnadsberegninger
    • 3.1 BF4- (tetrafluorboration)
    • 3.2 BeH2 (berylliumhydrid)
    • 3.3 CO (karbonmonoksid)
    • 3,4 NH4 + (ammoniumion), NH3 og NH2- (amidion)
  • 4 referanser

Kvalitative fordeler ved ansettelse av formell last

Elektronene er ikke løst, som i forrige eksempel, men de reiser og går tapt av atomene i molekylet eller ionet. Hvis det er et diatomisk molekyl, er det kjent at paret ":" må deles eller vandre mellom begge atomer; det samme skjer i et molekyl av type A-B-C, men med større kompleksitet.

Men ved å studere et atom og antar et hundre prosent kovalens i sine bindinger, er det lettere å fastslå om det vinster eller taper elektroner i forbindelsen. For å bestemme denne gevinsten eller tapet må du sammenligne baseline eller fri status mot ditt elektroniske miljø.

På denne måten er det mulig å tilordne en positiv ladning (+) hvis atomet taper en elektron eller en negativ ladning (-) når den tvert imot får en elektron (tegnene skal skrives inn i en sirkel).

Selv om elektronene ikke kan plasseres nøyaktig, er disse formelle ladningene (+) og (-) således i de fleste tilfeller i samsvar med de forventede kjemiske egenskapene.

Det vil si at den formelle ladningen av et atom er nært knyttet til molekylær geometri i omgivelsene og dens reaktivitet i forbindelsen.

Formel og hvordan å beregne det

Er formelle avgifter tildelt vilkårlig? Svaret er nei. For dette må forsterkningen eller tapet av elektroner beregnes under antagelse av rent kovalente bindinger, og dette oppnås ved hjelp av følgende formel:

CF = (atomgruppenummer) - (antall lenker det danner) - (antall elektroner som ikke deles)

Hvis atomet har en CF med en verdi på +1, blir det tildelt en positiv ladning (+); mens hvis du har en CF med en verdi på -1, blir du deretter tildelt en negativ kostnad (-).

For korrekt beregning av CF skal følgende trinn følges:

- Finn i hvilken gruppe atomet ligger i det periodiske bordet.

- Telle antall koblinger du danner med naboene dine: De dobbelte koblingene (=) er verdt to og de tredoble koblingene er verdt tre (≡).

- Til slutt teller antall unshared elektroner, som lett kan observeres med Lewis strukturer.

Variasjoner i beregningen i henhold til strukturen

Gitt det lineære molekylet A-B-C-D, kan de formelle ladningene for hvert atom variere dersom strukturen, for eksempel, nå er skrevet som: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B, etc. Dette er fordi det er atomer at ved å dele flere elektroner (danner flere obligasjoner), oppnå positiv eller negativ CF.

Så hvilken av de tre mulige molekylære strukturer tilsvarer forbindelsen ABCD? Svaret er: en som generelt har de laveste CF-verdiene; også den som tilordner de negative ladningene (-) til de mest elektronegative atomer.

Hvis C og D er mer elektronegative enn A og B, får de derfor ved å dele flere elektroner positive formelle kostnader (sett fra en mnemonisk regel).

Dermed er den mest stabile strukturen, og den mest energibestemmede, C-A-B-D, da i dette tilfellet både C og B danner bare en kobling. På den annen side er strukturen A-B-C-D og de som har C eller B danner to bindinger (-C- eller -D-), mer ustabile.

Hvilken av alle strukturer er den mest ustabile? A-C-D-B, fordi ikke bare C og D danner to koblinger, men også deres negative formelle ladninger (-) er tilstøtende til hverandre, og destabiliserer strukturen ytterligere.

Eksempler på formelle kostnadsberegninger

BF4- (tetrafluorboration)

Boringatomet er omgitt av fire fluoratomer. Gitt at B tilhører gruppe IIIA (13) mangler ikke-delte elektroner og danner fire kovalente bindinger, er CF sin (3-4-0 = -1). I motsetning til F, elementet i gruppe VIIA (17) er dets CF (7-6-1 = 0).

For å bestemme ladningen av ionet eller molekylet, er det nok å legge til de enkelte CFer av atomene som komponerer det: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

Men CF for B har ikke en reell betydning; det vil si at den høyeste elektroniske tettheten ikke ligger på dette. Faktisk distribueres denne elektroniske tettheten til de fire atomer av F, et mye mer electronegative element enn B.

Beh2 (Berylliumhydrid)

Berylliumatomet tilhører gruppe IIA (2), danner to bindinger og mangler igjen ikke-delte elektroner. Dermed er CFs for Be og H:

CFvære= 2-2-0 = 0

CFH= 1-1-0 = 0

Last BeH2= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (karbonmonoksid)

Dens Lewis-struktur kan representeres som: C≡O: (selv om den har andre resonansstrukturer). Gjenta CF-beregningen, denne gangen for C (fra MVA-gruppen) og O (fra VIA-gruppen) har vi:

CFC= 4-3-2 = -1

CFO= 6-3-2 = +1

Dette er et eksempel der formelle avgifter ikke samsvarer med elementene. O er mer electronegative enn C og derfor bør ikke bære en positiv.

De andre strukturer (C = O og (+)C-O(-)), selv om de overholder den sammenhengende tildelingen av kostnader, overholder de ikke oktettregelen (C har mindre enn åtte valenselektroner).

NH4+ (ionammonium), NH3 og NH2- (amidion)

mens flere elektroner deler N, er mer positiv dens CF (opp til ammoniumionet, siden det ikke har noe energi til å danne fem obligasjoner).

Ved bruk av beregningene for N i ammoniumionen, ammoniakken og amiduro-ionet har vi da:

CF = 5-4-0 = +1 (NH4+)

CF = 5-3-2 = 0 (NH3)

Og til slutt:

CF = 5-2-4 = -1 (NH2-)

Det er i NH2- N har fire elektroner som ikke deles, og deler alle når det danner NH4+. CF for H er 0 og derfor blir deres beregning lagret.

referanser

  1. James. (2018). En nøkkelferdighet: Hvordan beregne formell kostnad. Hentet 23. mai 2018, fra: masterorganicchemistry.com
  2. Dr. Ian Hunt. Avdeling for kjemi, University of Calgary. Formelle gebyrer. Hentet 23. mai 2018, fra: chem.ucalgary.ca
  3. Formelle gebyrer. [PDF]. Hentet 23. mai 2018, fra: chem.ucla.edu
  4. Jeff D. Cronk. Formell kostnad. Hentet 23. mai 2018, fra: guweb2.gonzaga.edu
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kjemi. (8. utgave). CENGAGE Learning, s. 268-270.
  6. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi (Fjerde utgave., Side 38). Mc Graw Hill.
  7. Monica Gonzalez (10. august 2010). Formell lasting. Hentet 23. mai 2018, fra: quimica.laguia2000.com