HOCN Lewis-Struktur, Eigenschaften: 13 Fakten, die Sie kennen sollten


In diesem Artikel sollten wir eine HOCN-Lewis-Struktur mit mäßig starker Säure und ihre charakteristischen Fakten im Detail diskutieren. Beginnen wir mit dem Artikel.

Cyansäure- oder HOCN-Lewis-Struktur besteht aus elektronegativem Radikalcyanid. Aufgrund des in Cyanid vorhandenen teilweisen Dreifachbindungscharakters hat es eine Resonanzstabilisierung. Das macht die HOCN-Lewis-Struktur zu einer starken Säure. H ist hier an ein elektronegatives O-Atom gebunden und aus diesem Grund ist die Freisetzung von H in der HOCN-Lewis-Struktur sehr einfach.

Die Form der HOCN-Lewis-Struktur ist linear, da das zentrale C-Atom sp-hybridisiert ist. Aufgrund der sp-Hybridisierung hat dieses C einen elektronegativeren Charakter. Der Bindungswinkel beträgt fast 1800.

Einige Fakten dazu HOCN

Der Aggregatzustand von Cyansäure ist flüssig. Es hat keine charakteristische Farbe, es ist farblos. Das Molekül hat einen Molmassenwert von 43.025 g/mol. Siedepunkt und Schmelzpunkt der salpetrigen Säure betragen 296.6 K bzw. 187 K.

Cyansäure kann durch Protonierung von Cyanationen wie das Salz von Alkalimetallen durch den gasförmigen Zustand von Salzsäure hergestellt werden.

H+ + Unteroffizier- = HOCN

Es wird auch durch die thermische Zersetzung eines Trimeren von Cyanursäure hergestellt.

C3H3N3O3 = 3 HOCN

1.    Wie man die HOCN-Lewis-Struktur zeichnet

Da HOCN ein kovalentes Molekül ist, müssen wir die HOCN-Lewis-Struktur zeichnen. Mit Hilfe der HOCN-Lewis-Struktur können wir das Bindungspaar, freie Elektronenpaare und verschiedene kovalente Charaktere von HOCN vorhersagen.

HOCN Lewis-Struktur
HOCN-Lewis-Struktur

Schritte– Im ersten Schritt der HOCN-Lewis-Struktur müssen wir die Valenzelektronen für die einzelnen Atome berechnen, die in der HOCN-Lewis-Struktur vorhanden sind, und dann addieren, um die gesamten Valenzelektronen für die HOCN-Lewis-Struktur zu erhalten.

Das erste Atom in der HOCN-Lewis-Struktur ist C, das eine Gruppe ist IVA und P-Block Element mit elektronischer Konfiguration [Er] 2s22p2. Aus seiner elektronischen Konfiguration können wir also sehen, dass die äußerste Schale für C 2s- und 2p-Orbitale sind und dass vier Elektronen vorhanden sind. Für C sind die Valenzelektronen also vier.

Kommen Sie nun zu einem weiteren Atom N, das eine Gruppe ist VA und auch p-Block Element und mit elektronischer Konfiguration [Er] 2s22p3. Aus der elektronischen Konfiguration geht also hervor, dass die Valenzschale für N 2s- und 2p-Orbitale sind und sie also alle fünf Elektronen enthalten fünf Elektronen sind Valenzelektronen für N.

Ein weiteres Atom in der HOCN-Lewis-Struktur ist O, das ebenfalls ein p-Blockelement ist. O ist eine Gruppe VIA Element und seine elektronische Konfiguration ist [Er] 2s22p4. O hat also sechs Elektronen in der äußeren Schale und diese sechs Elektronen sind die Valenzelektronen für das O.

Das letzte Atom für die HOCN-Lewis-Struktur ist H und es hat nur ein Elektron in seinem 1s-Orbital.

Die gesamten in der HOCN-Lewis-Struktur vorhandenen Valenzelektronen sind also 4+5+6+1 = 16 Elektronen.

Schritt 2- Im 2nd Schritt müssen wir das Zentralatom für die HOCN-Lewis-Struktur basierend auf Größe und Elektronegativität auswählen.

Die Größe von C ist unter allen Atomen in der HOCN-Lewis-Struktur am größten und die Elektronegativität von C ist geringer als die von N und O. Wie wir wissen, nimmt die Größe von links nach rechts über einen Zeitraum ab, also C ist größer als N und O. Die Größe H ist sehr klein, so dass alle Zustimmung C als das Zentralatom der HOCN-Lewis-Struktur betrachtet wird.

Schritt 3-  Jedes s- und p-Blockelement des Periodensystems sollte der Oktettregel gehorchen, indem es seine Valenzschale vervollständigt, indem es eine geeignete Anzahl von Elektronen aufnimmt und Stabilität wie das nächste Edelgas gewinnt.

In der HOCN-Lewis-Struktur stammt jedes Atom aus dem s- und p-Block, sodass sie die Oktettregel befolgen müssen, um Stabilität zu erlangen. Die Oktettregel für das s-Clock-Element ist, sein Valenzorbital durch zwei Elektronen zu vervollständigen, da das s-Orbital a besetzen kann Maximale Anzahl von zwei Elektronen.

 Für die p-Block-Elemente müssen sie ihre Valenzschale um acht Elektronen vervollständigen, da das p-Orbital maximal sechs Elektronen enthalten kann und jedes p-Block-Element auch ein s-Orbital enthalten kann, das zwei Elektronen ansammeln kann.

Nach der Oktettregel werden also die Elektronen für die HOCN-Lewis-Struktur für die Stabilität benötigt 2+(8*3) =26 Elektronen. aber die Valenzelektronen für die HOCN-Lewis-Struktur sind 16 Elektronen, also 26-16 = 10 Elektronen werden durch angesammelt 10 / 2 = 5 Fesseln. Auf das Oktett in der HOCN-Lewis-Struktur sollte also die erforderliche Anzahl von Bindungen zwischen Atomen folgen.

Schritte – In diesem Schritt sollten wir die erforderliche Anzahl von Bindungen zwischen den Atomen in der HOCN-Lewis-Struktur hinzufügen. Es sollte eine Bindung zwischen C und O und eine Bindung zwischen O und H bestehen, also sollte die Wertigkeit von O erfüllt sein und die Monovalenz von H ist ebenfalls erfüllt.

Eine Bindung zwischen C und N, aber der Rest der beiden Bindungen ist ebenfalls verfügbar und diese beiden Bindungen werden zwischen C und N hinzugefügt, sodass die Dreiwertigkeit von N und die Vierwertigkeit von C erfüllt sein sollten.

Schritte – Nach dem Hinzufügen der erforderlichen Anzahl von Bindungen, wenn irgendwelche Atome in der HOCN-Lewis-Struktur ihr Oktett nicht erfüllen, sollten wir mehrere Bindungen hinzufügen und, falls verfügbar, Einzelpaare hinzufügen.

 Die Valenzelektronen für O sind sechs, und nur zwei Elektronen werden für die Bildung von zwei Bindungen verwendet, sodass der Rest der vier Elektronen als einsame Paare zum O hinzugefügt wird. N ist fünfwertig Elektronen nach Bildung einer Dreifachbindung sollte es ein einsames Paar enthalten.

Es gibt sogar Dreifachbindungen zwischen c und N, um ihr Oktett und ihre Wertigkeit zu vervollständigen.

2.    Form der HOCN-Lewis-Struktur

Die Form eines sehr kovalenten Moleküls hängt von der VSEPR-Theorie und den darin enthaltenen umgebenden Atomen ab. Basierend auf der VSEPR-Theorie und dem umgebenden Atom ist die Form der HOCN-Lewis-Struktur also linear.

HOCN-Form

Gemäß der VSEPR-Theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) wird ein Molekültyp von AX2 keine freien Elektronenpaare über dem Zentralatom haben sollte lineare Geometrie mit einem 1800 Bindungswinkel, um eine stabile Struktur zu erhalten. In der HOCN-Lewis-Struktur bleibt die Linearität aufgrund der Dreifachbindung zwischen C- und N-Atomen ebenfalls erhalten, sodass die Steifigkeit der Bindung zunimmt.

Aber die Geometrie um die O-Atome ist leicht verändert, da O zwei Paare freier Elektronenpaare hat und eine Netzgeometrie wie ein Wassermolekül annimmt, aber bezüglich des zentralen C-Atoms ist die Form des Moleküls linear. Die Form des Moleküls wird auch durch die bestätigt sp-Hybridisierung und Bindungswinkelwert.

3.    HOCN-Valenzelektronen

Jedes kovalente Molekül hat eine bestimmte Anzahl von Valenzelektronen, und mit Hilfe von Valenzelektronen können wir die Art des Bindungswinkels und der Form vorhersagen, und viele weitere kovalente Eigenschaften sollten vorhergesagt werden. In der HOCN-Lewis-Struktur beträgt die Anzahl der Valenzelektronen 16, was die Summe der Valenzelektronen der einzelnen Atome ist.

Die Valenzelektronen für C sind 4, da es ein Element der Gruppe IVA ist. Die Valenzelektronen für N- und O-Atome sind 5 bzw. 6 da sie Elemente der Gruppen VA und VIA sind. H hat nur ein Valenzelektron in seinem 1s-Orbital.

Die gesamten in der HOCN-Lewis-Struktur vorhandenen Valenzelektronen sind also 1+4+5+6 =16 electrons.

4.    HOCN-Lewis-Struktur-Einzelpaare

Einzelpaare sind eine Art von Valenzelektronen, sie sind in der Valenzschale jedes Atoms vorhanden, nehmen aber nicht an der Bindungsbildung teil, können aber durch die Zählung der Oktettregel erfüllt werden. In der HOCN-Lewis-Struktur enthalten N und O freie Elektronenpaare.

Nachdem wir die erforderliche Anzahl von Bindungen zwischen allen Atomen in der HOCN-Lewis-Struktur hinzugefügt haben, sollten wir prüfen, ob alle Atome durch das Oktett erfüllt sind oder nicht.

N und O haben fünf bzw. sechs Elektronen. Aber N bildete eine Dreifachbindung mit C in der HOCN-Lewis-Struktur, sodass die verbleibenden zwei Elektronen von N als einsames Elektronenpaar über dem N-Atom existieren.

O bildet zwei Einfachbindungen mit C- und H-Atomen. O hat sechs Valenzelektronen, sodass der Rest der vier Elektronen in der Valenzschale als Einzelpaare vorhanden ist. O enthält zwei Paare von Einzelpaaren in seiner Valenzschale.

C ist vierwertig und alle vier Elektronen werden bei der Bindungsbildung auch für verwendet H ein Elektron wird zur Bindungsbildung mit O verwendet. SO, H und C haben kein freies Elektronenpaar in der HOCN-Lewis-Struktur.

5.    Formelle Ladung der HOCN-Lewis-Struktur

HOCN ist ein neutrales Molekül, aber ob irgendeine Art von Ladung auftritt oder nicht, wird durch die formale Ladung vorhergesagt, die ein hypothetisches Konzept ist, das die gleiche Elektronegativität für jedes Atom in der HOCN-Lewis-Struktur berücksichtigt.

Formale Gebührenformel ist, FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp

Wo nv ist die Anzahl der Elektronen in der Valenzschale oder dem äußersten Orbital, Nlp die Anzahl der Elektronen im freien Elektronenpaar ist und Nbp  ist die Gesamtzahl der Elektronen, die nur an der Bindungsbildung beteiligt sind.

In der HOCN-Lewis-Struktur sind vier verschiedene Atome vorhanden, also müssen wir die formale Ladung für jedes Atom separat berechnen.

Die formale Ladung von C ist 4-0-(8/2) = 0

Die formale Ladung von N ist 5-2-(6/2) = 0

Die formale Ladung von O ist 6-4-(4/2) = 0

Die formale Ladung von H ist 1-0/(2/2) = 0

Aus dem individuellen Formelladungswert geht also hervor, dass in der HOCN-Lewis-Struktur keine Ladung auftritt.

6.    HOCN Lewis-Struktur-Oktett-Regel

Jedes Atom im Molekül sollte nach der Bindungsbildung der Oktettregel folgen, indem es um seine Valenzschale konkurriert und die nächste Edelgaskonfiguration erhält. In der HOCN-Lewis-Struktur folgen alle darin enthaltenen Atome der Oktettregel.

Die elektronische Konfiguration von C ist [He]2s22p2, also hat es zwei Elektronen in seiner p-Schale, aber das p-Orbital kann sechs Elektronen ansammeln, so C benötigt sechs weitere Elektronen um sein Oktett zu vervollständigen. C ging eine Bindung mit O und N ein, indem es Elektronen teilte. Es bildete eine Viererbindung, indem es acht Elektronen mit seinem s- und p-Orbital teilte. So kann es nach Bindungsbildung sein Oktett vervollständigen.

Die elektronische Konfiguration von N ist [He]2s22p3, also benötigt es drei weitere Elektronen in seinem p-Orbital, um sein Oktett zu vervollständigen. N bildete Dreifachbindungen mit C, indem es alle drei Elektronen aus seinem p-Orbital teilte und sein p-Orbital durch drei Bindungspaare gefüllt ist und es bereits ein einsames Paar in seinem s-Orbital hat. Jetzt hat es acht Elektronen und vervollständigt sein Oktett.

Im Fall von O hat es eine Elektronik Konfiguration [He] 2s2p4. Es braucht also zwei weitere Elektronen in seinem 2p-Orbital, um sechs Elektronen in der Valenzschale zu vervollständigen. Diese beiden Elektronen werden von O über die Bildung von zwei Bindungen angesammelt, und der Rest der Elektronen existiert als einsame Paare. Also vervollständigt auch O sein Oktett durch Bindungsbildung.

H hat nur ein Elektron und es bildete sich mit o über die gemeinsame Nutzung eines Elektrons und Vollendung seines s-Orbitals.

Alle Atome in der HOCN-Lewis-Struktur vervollständigen also ihr Oktett, indem sie Elektronen über eine kovalente Bindung teilen.

7.    HOCN Lewis-Strukturwinkel

Für das linear geformte Molekül beträgt der Bindungswinkel normalerweise 1800. Der Bindungswinkel der HOCN-Lewis-Struktur beträgt also ebenfalls 1800, da die HOCN-Lewis-Struktur ebenfalls ein lineares Molekül ist.

HOCN Bindungswinkel

Der Bindungswinkel NCO ist 1800 weil die Geometrie um das zentrale C-Atom linear ist. Der Wert des Bindungswinkels wird auch aus dem Hybridisierungswert des Zentralatoms vorhergesagt.

Gemäß der VSEPR-Theorie ist die AX2 Der Molekültyp sollte eine lineare Geometrie annehmen, und wenn kein Abweichungsfaktor vorhanden ist, beträgt der Bindungswinkel perfekt 1800. Wir können es kurz im Hybridisierungsabschnitt diskutieren.

8.    Resonanz der HOCN-Lewis-Struktur

Die HOCN-Lewis-Struktur selbst ist keine gute Resonanzstruktur, aber ihre konjugierte Base Cyanat ist stärker resonanzstabilisiert. Daher diskutieren wir die Resonanzstruktur von Cyanat anstelle der HOCN-Lewis-Struktur.

HOCN-Resonanzstrukturen

Alle obigen Strukturen sind die Resonanzstruktur von Cyanat, das die konjugierte Base der HOCN-Lewis-Struktur ist. Unter allen Strukturen ist I stabiler, da sie eine höhere Anzahl kovalenter Bindungen enthält, auch Struktur II hat die gleiche Anzahl kovalenter Bindungen, aber in Struktur I liegt die negative Ladung auf dem elektronegativen O-Atom, wohingegen in Struktur II die negative Ladung liegt liegt an elektropositiven N-Atomen.

Struktur III hat eine niedrigere Zahl der kovalenten Bindung und positive Ladung auf O und zwei negative Ladungen am N Atom, das ein Destabilisierungsfaktor ist.

9.    HOCN-Hybridisierung

In der HCON-Lewis-Struktur ist das Zentralatom C sp-hybridisiert.

Wir haben die Formel verwendet, um die Hybridisierung der HOCN-Lewis-Struktur vorherzusagen:

H = 0.5 (V+M-C+A), wobei H= Hybridisierungswert, V Zahl der Valenzelektronen im Zentralatom, M = umgebende einwertige Atome, C=Nr. des Kations, A=Nr. des Anions.

Die Hybridisierung von zentralem C in der HOCN-Lewis-Struktur ist: ½(4+0+0+0) = 2 (sp hybridisiert)

N und O sind beide keine einwertigen Atome.

Struktur           Hybridisierungswert  Zustand der Hybridisierung des Zentralatoms       Bindungswinkel
Linear   2sp/sd/pd      1800
Planer trigonal3sp2                  1200
Tetraeder      4sd3/sp3      109.50
Trigonal bipyramidal5sp3d/dsp3               900 (axial), 1200(äquatorial)
Oktaeder      3sp3d2/ D2sp3              900
Fünfeckig bipyramidal  7sp3d3/d3sp3                  900, 720

      

Aus dem Hybridisierungswert ist ersichtlich, dass, wenn die Anzahl der beteiligten Hybridorbitale gleich zwei ist, das Zentralatom sp-hybridisiert werden sollte.

Lassen Sie uns die Hybridisierung von C im Detail verstehen,

Aus dem Hybridisierungswert geht hervor, dass wir nur die Sigma-Bindung betrachten sollten, nicht die π-Bindungen.

Jetzt können wir den Bindungswinkel aus dem Hybridisierungswert nach der Bentschen Regel berechnen.

Nach Bents Regel COSθ = s/s-1, wobei s der % von s-Charakter bei der Hybridisierung ist und θ ist der Bindungswinkel.

Bei der sp-Hybridisierung das Zeichen % von s ist 50 oder 1/2th.

COSθ = (1/2)/[(1/2)-1] = -1

Θ = 1800.

Aus dem Hybridisierungswert können wir also auch den Wert des Bindungswinkels für die HOCN-Lewis-Struktur vorhersagen.

10  Ist HOCN polar oder unpolar

HOCN ist ein polares Molekül.

Obwohl HOCN ein lineares und symmetrisches Molekül ist, sind die beiden Enden des Moleküls unterschiedlich, sodass das Molekül ein Dipolmoment ungleich Null hat und das Molekül auch polar ist.

11  HOCN-Löslichkeit

HOCN ist löslich in,

  • Benzol
  • Wasser
  • Tetrachlorkohlenstoff
  • Diethylether

12  Ist HOCN wasserlöslich

Ja, HOCN ist wasserlöslich.

HOCN ist ein polares Molekül und Wasser ist auch ein polares protisches Lösungsmittel, daher ist es offensichtlich in Wasser löslich (Gleiches löst Gleiches).

13  IST HOCN eine starke Säure?

Ja, HOCN ist eine mittelstarke Säure.

Das Vorhandensein eines elektronegativeren Substituenten macht die Säure stark und auch ihre konjugierte Base ist hochgradig resonanzstabilisiert.

Fazit

HOCN ist eine starke Säure und ein polares Molekül. Cyansäure hat auch einen tautomeren Formnamen Isocyanidsäure und der Charakter ist fast derselbe.

Biswarup Chandra Dey

Bei Chemie geht es nicht nur darum, Zeile für Zeile zu lesen und auswendig zu lernen, es ist ein Konzept, das auf einfache Weise zu verstehen ist, und hier teile ich mit Ihnen das Konzept über Chemie, das ich lerne, weil Wissen es wert ist, es zu teilen.

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