11 Fakten zur IF5-Lewis-Struktur: Detaillierte Erläuterungen

IF₅ oder Jodpentafluorid ist ein Interhalogen Verbindung mit einer Molmasse von X. Konzentrieren wir uns auf einige molekulare Eigenschaften von IF₅ im Detail.

IF₅ wird durch die Reaktion zwischen Jod und Fluor im Verhältnis 1:5 hergestellt. Sowohl Jod als auch Fluor sind Halogenelemente, die zur Gruppe 17 gehören, und aus diesem Grund bezieht sich diese Art von Molekül auf eine Interhalogenverbindung. Es kann schnell mit Wasser reagieren, um Fluss- und Jodsäure zu bilden.

Die Verbindung hat eine monoklin Kristallstruktur in seiner Gitterform. Nun werden wir die Hybridisierung, die Lewis-Struktur, den Bindungswinkel und die Form des IF diskutieren₅ mit der richtigen Erklärung im folgenden Teil des Artikels.

1. Wie man das IF zeichnet₅ Lewis-Struktur

Mit Hilfe der Oktettregel, Valenz, Molekülorientierung und Zentralatom können wir die Lewis-Struktur in vielen Schritten zeichnen. Lassen Sie uns die Lewis-Struktur von IF zeichnen₅.

Zählen der gesamten Valenzelektronen

Das IF₅ sind 42, wobei sowohl Jod als auch F jeweils sieben Valenzelektronen haben und sie einfach zusammenaddiert werden, um die gesamten Valenzelektronen zu erhalten.

Wahl des Zentralatoms

Für die Konstruktion der Lewis-Struktur benötigen wir ein Zentralatom, da alle Atome durch eine geeignete Anzahl von Bindungen mit diesem bestimmten Atom verbunden sind. Aufgrund der Größe und geringer Elektronegativität müssen wir das Zentralatom auswählen.

Befriedigung des Oktetts

Jedes Atom, ob es zum s- oder p-Block gehört, muss mit seinem Valenzorbital gefüllt werden, indem es eine geeignete Anzahl von Elektronen für die sukzessive Bindungsbildung aufnimmt. Um das Oktett zu vervollständigen, benötigen I und F beide 1 Elektron mehr, da sie zu dem gehören 17^th Element von jeweils p Blöcken.

Befriedigung der Wertigkeit

Während der Oktettbildung sollte sich jedes Atom bewusst sein, dass es die Anzahl stabiler Bindungen bilden kann, die seiner stabilen Valenz entspricht. Als pro Oktett benötigte Elektronen 8*6 = 48 für die ZF₅ Bildung, aber die Valenzelektronen sind 42, also sollten die verbleibenden Elektronen durch geeignete Bindungen jedes Atoms gefüllt werden.

Weisen Sie die einsamen Paare zu

Wenn nach der Bindungsbildung Elektronen in der Valenzschale jedes Atoms verbleiben, dann existieren diese Elektronen als einsame Paare über diesem bestimmten Atom in einem Molekül. Im IF₅haben sowohl I als auch F freie Elektronenpaare und wir addieren sie einfach zusammen, um die gesamten freien Elektronenpaare über das Molekül zu erhalten. Jod hat 1 und F hat 3 Paare von Einzelpaaren.

2. WENN₅ Valenzelektronen

Elektronen sind in der Valenzschale jedes Atoms vorhanden und für seine chemischen Eigenschaften verantwortlich und werden Valenzelektronen genannt. Zählen wir die Valenzelektronen von IF₅.

Die Gesamtzahl der Valenzelektronen für das IF₅ Molekül ist 42. Es gibt 7 Valenzelektronen von der Jodstelle und 7 Elektronen von jeder F-Stelle, also zählen wir einfach die Valenzelektronen der einzelnen Atome und addieren sie einfach zusammen, um die Gesamtvalenzelektronen für das IF zu erhalten₅ Molekül.  

• Die Valenzelektronen für das Jod sind 7 (5s²5p⁵)
• Die Valenzelektronen für das F sind 7 (2s²2p⁵)
• Also die Gesamtzahl der Valenzelektronen für IF₅ ist 7+(7*5) = 32 Elektronen.

3. WENN₅ Lewis-Struktur Einzelpaare

Die Elektronen, die nach der Bindungsbildung im Überschuss in der gepaarten Form in der Valenzschale vorliegen, werden als freie Elektronenpaare bezeichnet. Lassen Sie uns die einsamen Paare über IF vorhersagen₅.

Es gibt 16 Paare von Einzelpaaren in IF₅ Das bedeutet, dass 32 Elektronen in der Valenzschale vorhanden sind, die keinen Beitrag zur Bindungsbildung leistet. Diese Elektronen bilden die Jodstelle ebenso wie F, weil beide nach der Bindungsbildung überschüssige Elektronen in ihrer Valenzschale haben und als freie Elektronenpaare existieren.

• Wir können die freien Elektronenpaare über jedem Atom vorhersagen, indem wir die Formel verwenden: freie Elektronenpaare = im Valenzorbital vorhandene Elektronen – Elektronen, die an der Bindungsbildung beteiligt sind
• Die freien Elektronenpaare sind also über dem Jodatom vorhanden, 7-5 = 2
• Die freien Elektronenpaare, die über dem F-Atom vorhanden sind, 7-1 = 6
• Also die gesamten einsamen Paare, die über dem IF vorhanden sind₅ Molekül ist, 1+(5*3) =16 Paare oder 32 Elektronen.

4. WENN₅ Lewis-Struktur-Oktett-Regel

Um das Valenzorbital jedes Atoms zu vervollständigen, nimmt jedes Atom eine geeignete Anzahl von Elektronen auf, was als Oktettregel bezeichnet wird. Sehen wir uns das Oktett des IF an₅ Molekül.

IF₅ folgt der Oktettregel, da sowohl Jod als auch F ihr Valenzorbital noch nicht abgeschlossen haben. Sie versuchen also, ihre Valenzelektronen durch die Bindungsbildung zu vervollständigen. F braucht ein weiteres Elektron, um das Oktett zu vervollständigen, denn weil es zum p-Block-Element gehört, benötigt es 8 Elektronen in seinem Valenzorbital.

Jod ist die Gruppe 17^th Element und es bildet fünf Bindungen mit fünf F-Atomen und einem freien Elektronenpaar, also braucht es auch ein weiteres Elektron, um das Oktett zu vervollständigen. Aber während der IF₅ Molekülbildung, Jod teilt 10 Elektronen in fünf Bindungen und einem freien Paar, so dass es das Oktett verletzt und auch das Oktett überschreitet.

5. WENN₅ Lewis-Struktur Form

Die Molekülform ist die richtige Anordnung der Elemente durch Substituentenatome, um eine perfekte geometrische Struktur zu erhalten. Lassen Sie uns die Form von IF vorhersagen₅.

IF₅ ist eine quadratische Pyramidenstruktur ohne ihre einsamen Paare, und wenn wir die einsamen Paare über dem Jod einbeziehen, existiert sie als oktaedrische Geometrie gemäß der folgenden Tabelle:

Die Geometrie oder Form eines Moleküls wird durch die VSEPR-Theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) vorhergesagt, und die Theorie besagt, dass, wenn ein Molekül den Typ AX hat₅E und es ist ein einsames Paar vorhanden, dann nimmt es kein perfektes Oktaeder an und verwandelt sich in eine quadratische Pyramide.

6. WENN₅ Winkel der Lewis-Struktur

Ein Bindungswinkel wird durch die Zentral- und Substituentenatome für die richtige Orientierung in einer bestimmten Geometrie hergestellt. Lassen Sie uns den Bindungswinkel von IF berechnen₅.

Der Bindungswinkel zwischen FIF liegt bei etwa 72⁰ weil es die quadratische Pyramide annimmt und für das Penta-koordinierte Molekül der bessere Bindungswinkel 72 ist⁰. Die Größe von Jod ist zu groß, als dass es leicht fünf F-Atome ohne sterische Abstoßung oder Abstoßung von freien Paaren und Bindungspaaren halten kann.

• Der Bindungswinkelwert kann durch den Hybridisierungswert berechnet werden.
• Die Bindungswinkelformel gemäß der Bentschen Regel lautet COSθ = s/(s-1).
• Hier ist das Zentralatom Jod sp³d hybridisiert, also ist das p-Zeichen 1/5
• Der Bindungswinkel ist also COSθ = {(1/5)} / {(1/5)-1} =-(1/4)
• Θ = KOS^-1(-1/4) = 72⁰
• Aus dem Hybridisierungswert ist also der Bindungswinkel für den berechneten und den theoretischen Wert gleich.

7. WENN₅ Lewis-Struktur formelle Gebühr

Die formale Ladung ist ein hypothetisches Konzept, bei dem die Elektronegativität aller Atome gleich ist und die Ladung des Atoms vorhersagt. Lassen Sie uns die formelle Gebühr von IF berechnen₅.

Die formelle Nettogebühr der IF₅ ist 0, da die Nettoladung über zentralem Jod aufgrund der Nutzung aller Elektronen bei der Bindungsbildung zusammen mit Einzelpaaren 0 ist.

• Die formelle Gebühr des IF₅ kann nach der Formel FC = N berechnet werden_v - N_lp -1/2 N_bp
• Die formale Ladung, die das Jod besitzt, ist 7-2-(10/2) = 0
• Die formale Ladung, die das Fluor besitzt, ist 7-6-(2/2) = 0
• Sowohl Jod als auch Fluor zeigen also einzeln null Formalladungen, und aus diesem Grund ist die formale Gesamtladung für das Molekül 0.

8. WENN₅ Hybridisierung

Aufgrund der unterschiedlichen Energie der Orbitale wird das Zentralatom hybridisiert, um ein Hybridorbital gleicher Energie zu bilden. Lassen Sie uns die Hybridisierung von IF vorhersagen₅.

Das zentrale Jod ist sp³d hybridisiert, um eine kovalente Bindung im IF zu bilden₅ Molekül, das unten diskutiert werden kann.

• Wir können die Hybridisierung nach der Konventionsformel berechnen, H = 0.5 (V + M-C + A),
• Die Hybridisierung von zentralem Jod ist also ½(5+5+0+0) = 5 (sp³d)
• An der Hybridisierung sind ein s-Orbital, drei p-Orbitale und ein d-Orbital von Jod beteiligt.
• An der Hybridisierung sind auch die freien Elektronenpaare über zentralem Jod beteiligt.

9. WENN₅ Resonanz der Lewis-Struktur

Resonanz ist der Prozess der Delokalisierung elektronischer Wolken zwischen verschiedenen Skelettformen des Moleküls. Sehen wir uns die Resonanzstruktur von IF an₅.

Das Molekül IF₅ zeigt Resonanz aufgrund der Anwesenheit von mehr Elektronendichte über F-Atomen. Die Elektronendichte über jedem F-Atom kann zur Jodstelle delokalisieren und verschiedene Skelettformen des IF bilden₅ Struktur. WENN₅ hat zwei Resonanzstrukturen, die unten gezeichnet sind –

Struktur I und Struktur II haben beide den gleichen Beitrag, da über der ersten Struktur keine Ladung vorhanden ist, aber in Struktur II ist aus diesem Grund eine höhere Anzahl kovalenter Bindungen zusammen mit einer positiven Ladung vorhanden, die auch über elektronegativen F-Atomen vorhanden ist , beide haben den gleichen Beitrag.

10. Ist WENN₅ ionisch oder kovalent?

Ein Molekül ist kovalent oder ionisch, es hängt von der Art der Bindungsbildung zwischen dem Kation und dem Anion dieses Moleküls ab. Mal sehen, ob IF₅ ionisch oder kovalent ist.

IF₅ ist ein kovalentes Molekül, weil

• In IF₅ Das Zentralatom geht eine Bindung ein, indem es Elektronen mit umgebenden Atomen teilt.
• In mirF₅ Bindung zwischen Jod und F ist unpolar
• In IF₅Das Zentralatom wird hybridisiert, um das Energieniveau der erforderlichen Orbitale zu minimieren.
• In IF₅ Die Polarisierbarkeit von F ist sehr gering und die Polarisationskraft des Ionenpotentials von Jod ist ebenfalls schlecht, so dass es keine Ionenbindung bilden konnte.

Gemäß der Fajan-Regel ist kein Molekül zu 100% ionisch oder kovalent, es hängt von der Theorie der Polarisierbarkeit ab und im Fall von IF_5, es ist kovalenter und hat weniger ionischen Charakter.

11. Ist WENN₅ stabil?

IF₅ ist ein instabiles Molekül, da es eine Interhalogenverbindung ist und jede Interhalogenverbindung einen Elektronegativitätsunterschied aufweist. Für diese Elektronegativitätsunterschiede wird die Sigma-Elektronendichte zum elektronegativsten Halogenatom gezogen, die Bindung wird schwächer und kann leicht gespalten werden.

12. WENN₅ verwendet

• IF₅ wird als Fluorierungsmittel verwendet – mit diesem Reagenz können wir Fluor in ein anderes Molekül einbauen.
• IF₅ wird auch als Lösungsmittel eines anderen unpolaren Moleküls verwendet.

Zusammenfassung

IF₅ ist die häufigste Interhalogenverbindung und kann im Labor leicht hergestellt werden. Durch die Reaktion mit Fluor können wir Jodheptafluorid erhalten. Interhalogenverbindungen sind reaktiver als normale Halogenatome und können aus diesem Grund in vielen Reaktionen verwendet werden und an vielen organischen Reaktionen teilnehmen, bei denen sowohl Nucleophile als auch Elektrophile erforderlich sind.

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Biswarup Chandra Dey

Hallo……ich bin Biswarup Chandra Dey, ich habe meinen Master in Chemie an der Central University of Punjab abgeschlossen. Mein Spezialgebiet ist Anorganische Chemie. In der Chemie geht es nicht nur darum, Zeile für Zeile zu lesen und auswendig zu lernen, es ist ein Konzept, das leicht zu verstehen ist, und hier teile ich mit Ihnen das Konzept der Chemie, das ich lerne, weil es sich lohnt, Wissen zu teilen.