In diesem Artikel diskutieren wir Trichlorid der Gruppe 13th Element. Lassen Sie uns die Lewis-Struktur von GaCl3 und verschiedene wichtige Fakten diskutieren.
GaCl3 oder Galliumtrichlorid ist ein Beispiel für Trihalogenide der Gruppe 13th Element. Ga ist in seinem Oxidationszustand +3 sehr stabil, da seine elektronische Konfiguration in diesem Zustand d ist10. Ga ist das Hauptgruppenmetall, daher hat es eine Affinität zur Bindung mit elektronegativen Atomen wie Cl. Aufgrund von Elektronenmangel liegt GaCl3 als Dimerform im Festkörper Ga vor2Cl6 wie Al2Cl6. In der Dimerform bildet es eine 3c-4e-Bindung.
GaCl3 hat einen hohen Siedepunkt und einen sehr niedrigen Schmelzpunkt. GaCl3 ist sp2 hybridisiert. Ga hat gefüllte d-Elektronen, so dass 4s- und 4p-Orbitale an der Hybridisierung oder jeder Art von Bindungsbildung teilnehmen. Der niedrige Oxidationszustand von Ga kann eine Beteiligung an der Komplexbildung für das GaCl 3 ermöglichen.
1. Wie zeichnet man eine GaCl3-Lewis-Struktur?
Für ein p-Blockelement oder jede Art von Element, das ein Molekül bilden kann, ist es notwendig, deren zu zeichnen Lewis-Struktur um die Bindungsstruktur, die Bindung, das Verfahren usw. zu beobachten. Betrachten wir das Zeichnen der GaCl3-Lewis-Struktur.
Schritt 1- Der erste Schritt besteht darin, die Valenzelektronen jedes Atoms im Molekül zu zählen und zu addieren. Also berechnen wir zuerst die Valenzelektronen im GaCl3 Lewis-Struktur. Ga ist die p-Blockgruppe 13th Element. Die elektronische Konfiguration von Ga ist [Ar]3d104s24p1. Es hat also ein unbesetztes d-Orbital und drei Valenzelektronen in den 4 s- und 4 p-Orbitalen. Auch hier ist Cl wieder a p-Blockelement, gehört aber zur Halogenfamilie Gruppe 17th Element. Die Konfiguration von Cl ist [Ne]3s23p5. Es hat also sieben Elektronen in seiner Valenzschale. Also insgesamt Valenzelektronen in der GaCl3-Lewis-Struktur ist 3+(7*3)=24 Elektronen.
Schritt 2 - im 2nd Schritt müssen wir uns für das Zentralatom eines beliebigen Moleküls entscheiden. In der GaCl3-Lewis-Struktur Ga ist ein p-Blockmetall, also zeigt es eine positive Ladung, also ist seine Elektronegativität sehr gering und aus diesem Grund Ga wird als Zentralatom in der GaCl3-Lewis-Struktur gewählt. An den drei Seiten der zentralen Ga-Atome sind drei Cl-Atome vorhanden.
Schritt 3 - In diesem Schritt müssen wir berechnen, wie viele Bindungen nach der Oktettregel benötigt werden. Nach der Oktettregel versucht jedes p-Block-Element seine Valenzschale um acht Elektronen zu vervollständigen. Für die GaCl3-Lewis-Struktur werden also gemäß der Oktettregel 8*4 = 32 Elektronen benötigt. Im Festkörper liegt GaCl3 als Dimer vor, also verdoppeln sich im Dimer die benötigten Elektronen aus dem Monomer. Die benötigten Elektronen sind also 32*2 = 64 Elektronen.
Aber die Valenzelektronen für das GaCl3-Monomer sind 24 und für das Dimer 24*2 = 48 Elektronen. Im Dimer gibt es eine Metall-Metall-Doppelbindung und es werden vier Elektronen benötigt. Im GaCl3-Dimer sind die erforderlichen Bindungen abgesehen von den Metall-Metall-Bindungen also 1/2(64-4-48) = 6 Bindungen, und im GaCl3-Monomer sind die erforderlichen Bindungen 3 Bindungen.
Step-4 Im vierten Schritt fügten wir alle Atome um die erforderliche Anzahl von Bindungen hinzu. In der GaCl3-Lewis-Struktur es werden mindestens drei Bindungen vorhanden sein also sind Ga- und drei Cl-Atome über drei Einfachbindungen gebunden.
Step-5 In diesem Schritt versuchen wir, das Oktett jedes Atoms in der GaCl3-Lewis-Struktur zu erfüllen. Nach dem Hinzufügen der drei Bindungen wird das Oktett von Ga durch die Bildung eines Dimers vervollständigt. Aber für das Cl existieren sechs Elektronen in ihrer Valenzschale und zur Vervollständigung des Oktetts existieren sie als einsame Paare über den Cl-Atomen.
2. GaCl3-Lewis-Strukturform?
Die Form des Moleküls hängt von der Hybridisierung, dem Bindungsmodus und dem Vorhandensein umgebender Atome ab. Es gibt drei umgebende Atome für Ga in der GaCl3-Lewis-Struktur, so dass die akzeptable Form planar trigonal ist.
Ga ist ein p-Blockelement und hat nur drei Elektronen in seiner Valenzschale und sie bilden eine Bindung mit drei Cl-Atomen. Es sind keine anderen Elektronen in der Valenzschale von Ga im GaCl3 vorhanden Lewis-Struktur. GaCl3 ist ein AX3 Molekültyp ohne einsame Paare von Zentralatomen, daher sollte es gemäß der VSEPR-Theorie eine planare trigonale Geometrie annehmen. Auch hier können wir aus der Hybridisierung sagen, dass, wenn das Zentralatom sp ist2 hybridisiert, so dass die Form des Moleküls planar trigonal ist.
3. Winkel der Lewis-Struktur von GaCl3?
Für ein planares trigonales Molekül wird ein Bindungswinkel von 120 erwartet0. Wenn kein Abweichungsfaktor vorhanden ist, wie z. B. Abstoßung der Einzelpaare, Bindungspaare, die Größe der umgebenden Atome usw. In GaCl3 beträgt der Cl-Ga-Cl-Bindungswinkel 1200.
In der GaCl3-Lewis-Struktur liegt Cl-Ga-Cl bei etwa 1200. Aus der Struktur von GaCl3 ist also ersichtlich, dass es planar trigonal ist und es keine Abstoßung zwischen freien Elektronenpaaren und Bindungspaaren gibt. Tatsächlich ist in der GaCl3-Lewis-Struktur kein Abweichungsfaktor vorhanden, sodass der Bindungswinkel idealerweise 120 beträgt0.
4. GaCl3 Valenzelektronen
Die Anzahl der Valenzelektronen für GaCl3 Lewis-Struktur wird für Ga und drei Cl-Atome einzeln berechnet. Ga und Cl sind beide p-Block-Elemente, also zählen wir nur die Elektronen in den p-Orbitalen, weil diese Elektronen die Valenzelektronen für GaCl3 sind.
Im GaC3 Lewis-Struktur, Ga und Cl haben drei bzw. sieben Elektronen in ihrer Valenzschale. Die elektronische Konfiguration von Ga und Cl sind[Ar] 3d104s24p1 und [Ne] 3s23p5 beziehungsweise. Also die gesamten Valenzelektronen im GaCl3 Lewis-Struktur sind, 3+(7*3)=24
5. Elektronenpaare der GaCl3-Lewis-Struktur
In der GaCl3lewis-Struktur haben nur cl-Atome die freien Elektronenpaare, nicht zentrales Ga. Alle Valenzelektronen von Ga sind an der Bindungsbildung beteiligt.
Aus der elektronischen Konfiguration ist ersichtlich, dass es nur drei Elektronen in der Valenzschale für Ga gibt und alle Elektronen an der Bindungsbildung beteiligt sind und keine Elektronen in der Valenzschale von Ga vorhanden sind. Ga ist also kein einsames Paar .
Aber Cl hat sieben Elektronen in seinen Valenzorbitalen, also hat es sieben Valenzelektronen und nur ein Elektron ist an der Bindungsbildung beteiligt und der Rest der sechs Elektronen existiert als drei Paare von Einzelpaaren. Es gibt also nur Cl-Atome, die freie Elektronenpaare in der GaCl3-Lewis-Struktur enthalten.
Also die gesamten freien Elektronenpaare im gaCl3 Lewis-Struktur sind 3*3 = 9 Einzelpaare.
6. Formale Ladung der GaCl3-Lewis-Struktur
Die Lewis-Struktur von GaCl3 ist teilweise geladen oder neutral wird aus ihrem formalen Ladungswert vorhergesagt. Unter Berücksichtigung der gleichen Elektronegativität für Ga und Cl sollten wir die formale Ladung des Moleküls berechnen.
Es ist ein theoretisches Konzept, also hat die formelle Ladung eine bestimmte Formel, und die Formel lautet:
FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp
Die formale Ladung über Ga ist 3-0-(6/2) = 0
Die formale Ladung über Cl ist 7-6-(2/2) = 0
Daher ist die GaCl3-Lewis-Struktur bezüglich ihres formalen Ladungswerts neutral.
7. GaCl3 Lewis-Struktur-Oktett-Regel
Im GaCl3 Lewis-Struktur, nur Cl hat sein Oktett vervollständigt, indem es die Valenzschale mit acht Elektronen vervollständigt hat, und Ga hat sein Oktett nicht vervollständigt.
Cl hat sieben Elektronen in seiner Valenzschale und teilt eine Bindung über zwei Elektronen mit Ga und vervollständigt sein Oktett, um eine Einfachbindung zu bilden. Aber im Fall von Ga gibt es drei Elektronen in der Valenzschale und Ga geht drei Bindungen mit drei weiteren Elektronen ein, also gibt es sechs Elektronen in der Valenzschale von Ga und es ist nicht sein Oktett vollständig. Aus diesem Grund kann Ga mehr Elektronen aufnehmen, um seinen Elektronenmangel auszugleichen, und bildet ein Dimer, um das Oktett zu vervollständigen.
Wenn es ein Dimer bildet, vervollständigen beide Ga-Atome in Dimerform ihr Oktett, indem sie die cl-Atome verbrücken. Dieses Modell kann erklärt werden über 3c-4e-Bindung.
8. GaCl3 Lewis-Strukturresonanz
Über den Ga-Atomen zur Delokalisierung in verschiedenen Skelettformen sind keine solchen Elektronenwolken vorhanden. Deshalb zeigt die GaCl3-Lewis-Struktur keine Resonanzstruktur.
9. GaCl3-Hybridisierung
Aufgrund der Form des Moleküls und der Beteiligung des Orbitals können wir sagen, dass GaCl3 Lewis-Struktur ist sp2 hybridisiert.
Wir können die GaCl3-Hybridisierung mit der folgenden Formel berechnen:
H = 0.5 (V+M-C+A)
In der GaCl3-Lewis-Struktur ist das zentrale Ga-Atom ½(3+3+0+0) =3 (sp2 hybridisiert).
Wenn das Zentralatom eines Moleküls an drei Orbitalen an der Hybridisierung beteiligt ist, dann ist es sp2 hybridisiert.
Lassen Sie uns die Hybridisierung der GaCl3-Lewis-Struktur verstehen,
Aus dem Kastendiagramm der GaCl3-Lewis-Struktur ist ersichtlich, dass zentrales Ga sp ist2 hybridisiert, wo nur 4s- und 4p-Orbitale beteiligt sind und es unbesetzte p-Orbitale in Ga gibt, sodass das GaCl3-Monomer sein Oktett nicht vervollständigt.
10 GaCl3-Löslichkeit
GaCl3 ist in folgenden Lösungsmitteln löslich,
- Wasser
- Benzol
- CCl4
- CS2
11 Ist GaCl3 wasserlöslich?
Wie bereits erwähnt, ist das vorherige GaCl3 sehr gut wasserlöslich, da es das p-Orbital frei hat, sodass dort die einsamen Paare von Sauerstoffatomen angegriffen werden können, und aus diesem Grund kann es ein Addukt erzeugen und ist wasserlöslich. GaCl3 ist sehr feuchtigkeitsempfindlich.
12. Ist GaCl3 ein starker Elektrolyt?
Ja, GaCl3 ist ein sehr starker Elektrolyt, in einem wässrigen gelösten Stoff kann das Ion leicht zu Ga ionisiert werden3+ und 3Cl-sind beide Ionen gute elektrische Leiter und beide sind wasserlöslich, was die Lösung zu einem guten elektrischen Leiter macht.
13 Ist GaCl3 polar oder unpolar?
GaCl3 ist in Wasser gelöst, also ist es ein Zeichen dafür, dass GaCl3 ein polares Molekül ist. Der Elektronegativitätsunterschied zwischen GA und Cl ist enorm, was das Molekül polar macht. Aufgrund der asymmetrischen Form hat die Makrele wiederum ein gewisses resultierendes Dipolmoment.
14 Ist GaCl3 sauer oder basisch?
GaCl3 ist sauer, eher eine sehr starke Lewis-Säure.
15 Ist GaCl3 eine Lewis-Säure oder -Base?
In der GaCl3-Lewis-Struktur ist ein unbesetztes p-Orbital für Ga vorhanden, dieses p-Orbital ist energetisch zugänglich und kann Elektronen oder freie Elektronenpaare von einer geeigneten Lewis-Base aufnehmen und wirkt als stärkere Lewis-Säure, aber im Dimer aus dem unbesetzten p Das Orbital wird bei der Bindungsbildung gefüllt, daher ist das Dimer keine gute Lewis-Säure.
16 Ist GaCl3 paramagnetisch oder diamagnetisch?
Nach der Bindungsbildung sind alle Valenzelektronen von GaCl3 und sogar für Ga(III_) alle d-Elektronen gepaart. GaCl3 oder Ga(III) ist also diamagnetischer Natur.
17 Ist GaCl3 linear?
Nein, GaCl3 ist nicht linear, die GaCL3-Lewis-Strukturform ist trigonal-planar und es ist auch aus dem Bindungswinkel und seinem Hybridisierungswert ersichtlich.
18 GaCl3-Bindungswinkel
Das GaCl3 Lewis-Strukturform ist trigonal planar und die Hybridisierung Wert ist sp2, also ist der Bindungswinkel 1200.
19 GaCl3-Siedepunkt
Der Siedepunkt von GaCl3 ist sehr hoch, weil im Festkörper zwei Ga-Zentren stark verbunden sind und der Festkörper verflüssigt wird. Da Ga-Ga-Bindungen im flüssigen Zustand bei der sehr hohen Temperatur, die zum Aufbrechen dieser Bindungen erforderlich ist, extrem stark sind, hat es daher einen sehr hohen Siedepunkt.
Zusammenfassung
In der GaCl3-Lewis-Struktur ist Ga sp2 hybridisiert, aber es gibt einen Elektronenmangel im Ga-Zentrum und um den Mangel zu erfüllen, existiert GaCl3 als dimere Form über 3c-4e-Bindung.
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