KMnO4 Struktur & Eigenschaften (13 wichtige Fakten)

KMnO₄ oder Kaliumpermanganat mit einem Molekulargewicht von 158.034 g/mol für die Redoxtitration verwendet. Lassen Sie uns über KMnO sprechen₄ im Detail.

KMnO₄ ein starkes Oxidationsmittel ist, kann es von vielen Spezies leicht oxidiert werden und durch die Übertragung von Elektronen einer Selbstreduktion unterliegen. Der Gegenanionenteil ist auch ein starkes Oxidationsmittel, Mn ist durch die vier O-Atome in einer tetraedrischen Einheit gebunden. Es ist ein orthorhombischer Kristall mit violetter, schwärzlicher Farbe.

KMnO₄ wird hauptsächlich bei der Titration von Oxalsäure als a verwendet Selbstindikator, da es Eigenschaften Farbe Rosa enthält. In diesem Artikel müssen wir nun die Hybridisierung, die Lewis-Struktur, den Bindungswinkel, die Polarität und die Acidität des KMnO kennen₄ mit richtiger Erklärung.

1. Wie man das KMnO zeichnet₄ Struktur?

Die Lewis-Struktur jedes Moleküls kann die Molekülform vorhersagen und die Valenzelektronen zählen. Jetzt lernen wir, wie man die Lewis-Struktur von KMnO zeichnet₄ in wenigen Schritten.

Zählen der gesamten Valenzelektronen

1^st Schritt zählt die Gesamtzahl der Valenzelektronen für jedes Molekül, während seine Lewis-Struktur gezeichnet wird. Die Gesamtzahl der Valenzelektronen für das KMnO₄ sind 32 einschließlich der Valenzelektronen der vier O-Atome und jeweils eines K- und Mn-Atoms. Wir addieren sie einfach zusammen.

Wahl des Zentralatoms

Ein sehr wichtiger Schritt zum Zeichnen der Lewis-Struktur des Moleküls ist die Auswahl der zentralen Atome unter allen Atomen. Das Mn wird als Zentralatom für das KMnO ausgewählt₄. Weil es größer ist und auch ein elektropositives Atom ist, so dass es alle ihn umgebenden Atome aufnehmen kann.

Befriedigung des Oktetts

 In jedem Molekül müssen wir das Oktett jedes Atoms überprüfen. Im KmnO₄, vervollständigte Mn sein Oktett, indem es über gemeinsame Elektronen Bindungen mit O einging. Jedes O-Atom geht zwei Bindungen mit Mn ein, um zwei Elektronen zu teilen und sein Oktett zu vervollständigen. Sogar das Blockelement K teilt sein Elektron mit O, um auch sein Oktett zu vervollständigen.

Befriedigung der Wertigkeit

Während der Bindungsbildung zur Vervollständigung des Oktetts sollte jedes Atom durch seine stabile Wertigkeit befriedigt werden. Mn hat eine stabile Wertigkeit von 7 und bildet sieben Bindungen mit vier O-Atomen. O wird aus zwei Bindungen hergestellt, um seine Divalenz zu befriedigen, und K geht nur eine Bindung ein, da es durch seine Monovalenz stabil ist.

Weisen Sie die einsamen Paare zu

Nachdem die erforderliche Bindung zwischen den Atomen gebildet ist, haben einige mehr überschüssige Elektronen in der Valenzschale. Diese Elektronen existieren als einsame Paare über diesem bestimmten Atom und nehmen an den anderen zusätzlichen Reaktionen teil. Im KMnO₄ Molekül enthält nur jedes O zwei Paare freier Elektronenpaare.

2. KMnO₄ Valenzelektronen strukturieren

Elektronen, die im äußersten Orbital von Atomen vorhanden sind, werden als Valenzelektronen bezeichnet, die an der Bindungsbildung mit anderen beteiligt sind. Zählen Sie nun die Valenzelektronen von KMnO₄.

Die Gesamtzahl der Valenzelektronen für das KMnO₄ Molekül ist 32 und für K-, Mn- und vier O-Atome haben die Valenzelektronen zusammen dieselbe Zahl, sodass wir sagen können, dass die Valenzelektronen des Moleküls die Summe der Valenzelektronen jedes in diesem Molekül vorhandenen Atoms sind.

• Das Valenzelektron für K ist 1 (es gehört zur IA-Gruppe)
• Die Valenzelektronen für das Mn sind 7 (gehören zum d-Blockelement)
• Die Valenzelektronen für jedes O-Atom sind 6 (gehören zur Gruppe VIA)
• Nun, Gesamtvalenzelektronen für das KMnO₄ sind 1+7+ (4*6) = 32

3. KMnO₄ Einzelpaare strukturieren

Einsame Paare nehmen an der zusätzlichen Reaktion teil, aber nicht an der Bindungsbildung, die in Valenzelektronen vorhanden ist. Zählen wir die Gesamtzahl der freien Elektronenpaare von KMnO₄.

Über dem KMnO sind insgesamt 8 Paare von Einzelpaaren vorhanden₄. Alle einsamen Paare kommen nur von der O-Stelle. O enthält sechs Valenzelektronen und davon werden nur zwei bei der Bindungsbildung verwendet, sodass die verbleibenden vier Elektronen als freie Elektronenpaare über O existieren. K und Mn haben hier null freie Elektronenpaare.

• freie Elektronenpaare werden nach der Formel berechnet, freie Elektronenpaare = Anzahl der im Valenzorbital vorhandenen Elektronen – Anzahl der an der Bindungsbildung beteiligten Elektronen.
• Die einsamen Paare über dem Mn sind 7-7 = 0
• Die einsamen Paare über dem K sind 1-1 = 0
• Die einsamen Paare über jedem O-Atom sind 6-2 = 4
• Also die gesamten Einzelpaare, die über KMnO vorhanden sind₄, wo vier O-Atome vorhanden sind, 4*2 = 8 Paare oder 16 freie Elektronenpaare.

4. KMnO₄ Strukturform

Die Form des Moleküls wird durch die richtige Ausrichtung des Zentralatoms bestimmt und die umgebenden Atome vermeiden eine Abstoßung. Lassen Sie uns die Form des KMnO vorhersagen₄.

Die Form des Moleküls für KMnO₄ tetraedrisch ist, was in der folgenden Tabelle gezeigt werden kann.

Die VSEPR-Theorie (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) entscheidet über die Geometrie des Moleküls. Die AXT₄ Art des Moleküls hat tetraedrische Geometrie oder quadratischen Planer. In der tetraedrischen Geometrie gibt es jedoch weniger sterische Abstoßung als bei quadratischen Planern, da ihr Bindungswinkel höher ist.

5. KMnO₄ Struktur Winkel

Der Bindungswinkel wird durch die konstituierenden Atome durch deren richtige Ausrichtung in der angenommenen Geometrie hergestellt. Lassen Sie uns den Bindungswinkel für KMnO berechnen₄.

Der perfekte Bindungswinkel für das KMnO₄ tetraedrisches Molekül ist 109.5⁰ nach der VSEPR-Theorie, für den Bindungswinkel existiert das tetrakoordinierte Molekül ohne sterische Abstoßung, andernfalls kommt es zu einer starken sterischen Überfüllung. Um eine sterische Abstoßung zu vermeiden, bildet das tetraedrische Molekül diesen Bindungswinkel.

• Wir können den Bindungswinkelwert auch durch den Hybridisierungswert des Zentralatoms berechnen.
• Die Bindungswinkelformel gemäß der Bentschen Regel lautet COSθ = s/(s-1).
• Das Zentralatom Mn ist sd³ hybridisiert, also ist das s-Zeichen hier 1/4^rd
• Der Bindungswinkel ist also COSθ = {(1/4)} / {(1/4)-1} =-( 1/3)
• Θ = KOS^-1(-1/3) = 109.5⁰

6. KMnO₄ Struktur Hybridisierung

Das d-Orbital von Mn und das p-Orbital von O sind für die Bindung nicht kompatibel, sodass sie für eine ordnungsgemäße Bindung einer Hybridisierung unterzogen werden. Sehen wir uns die Hybridisierung von KMnO an₄.

Das zentrale Mn-Atom im KMnO₄ ist SD³ hybridisiert, was durch die folgende Tabelle bestätigt werden kann,

• Jetzt können wir die Hybridisierung des Mn nach der Formel H = 0.5 (V + M-C + A) berechnen.
• Die Hybridisierung von zentralem Mn ist also ½(4+4+0+0) = 8 (sd³)
• Ein s-Orbital und drei d-Orbitale von Mn sind an der Hybridisierung beteiligt.
• Die Doppelbindung und Einzelpaare werden nicht in die Hybridisierung einbezogen.
• Der Bindungswinkelwert bestätigte auch den Hybridisierungswert des Mn.

7. KMnO₄ Löslichkeit

Die Löslichkeit von KMnO4 hängt von der Bindungsdissoziationsenergie zwischen Mn und doppelt gebundenen O-Atomen ab. Lassen Sie uns prüfen, ob es in Wasser löslich ist oder nicht.

KMnO₄ ist wasserlöslich, da es durch Aufbrechen der Mn- und O-Doppelbindung zur Hydrolyse neigen kann. Das D_π -p_π Bindungen zwischen O und Mn sind nicht so stark, sodass sie durch die Hydratationsenergie aufgebrochen werden können und in ein Wassermolekül dissoziieren. Aber die Löslichkeit von KMnO₄ ist nicht so hoch im Wasser.

Abgesehen von Wasser kann es löslich sein in,

• Starke anorganische Säure wie HCl,
• Ein organisches unpolares Molekül wie CCl₄ usw.

8. Ist KMnO₄ fest oder flüssig?

Der physikalische Zustand von KMnO₄ hängt von der Stärke der Bindung und den darin enthaltenen Atomen bei einer bestimmten Temperatur ab. Mal sehen, ob es fest ist oder nicht.

KMnO₄ ein festes Molekül ist, erscheint es als violett-schwärzliches kristallines Molekül, da im Molekül drei Doppelbindungen vorhanden sind, so dass das Molekül sehr stark und hart ist. Außerdem enthält seine Gitterstruktur einen orthorhombischen Kristall, der von Natur aus sehr stark ist, sodass er als Feststoff existiert.

Obwohl es fest ist, ist seine Hydratationsenergie größer als die Bindungsenthalpie und es kann bei einer höheren Temperatur verflüssigt werden, es kann verflüssigt werden.

9. Ist KMnO₄ polar oder unpolar?

Die Polarität des KMnO₄ hängt von der Struktur ab, die es annimmt, und auch von der Elektronegativitätsdifferenz zwischen Mn und O. Lassen Sie uns sehen, ob es polar ist oder nicht.

KMnO4 ist ein polares Molekül, da es um das zentrale Mn eine asymmetrische tetraedrische Geometrie annimmt. Aus diesem Grund hebt sich das Dipolmoment zwischen O und Mn nicht auf und es gibt ein gewisses resultierendes Dipolmoment, das vorhanden sein wird. Auch wurde die Elektronegativitätsdifferenz zwischen O und Mn beobachtet.

 Auch hier spielt der Bindungswinkel eine wesentliche Rolle für die Polarität des Moleküls. Aufgrund dieses Bindungswinkels und der elektronegativen Differenz wird das Molekül polar.

10. Ist KMnO₄ Säure oder Base oder Salz?

Damit ein festes Molekül seinen Säuregehalt überprüfen kann, müssen wir es in Wasser auflösen und dann den pH-Wert der Lösung überprüfen. Mal sehen, ob KMnO₄ sauer ist oder nicht.

Die wässrige Lösung von KMnO₄ ist weder sauer noch basisch, es ist neutral, weil es kein saures Proton oder basisches OH gibt^- nicht im Molekül vorhanden, wenn es ionisiert wird, bildet es zusammen mit dem Kaliumkation ein Permanganation. Beide Ionen sind aufgrund ihres Säuregehalts von Natur aus neutral. Es ist also ein neutrales Salz.

Es kann sich eher als Salz als als Säure oder Base verhalten, aber in der Lösung ist es von Natur aus immer noch neutral.

11. Ist KMnO₄ Elektrolyt?

Die Natur der Substanz, wenn sie Elektrolyte zeigt, die in Ionen dissoziiert sind, die Elektrizität durch die Lösung tragen. Mal sehen, ob KMnO₄ ein Elektrolyt ist oder nicht.

Die KMnO₄ ist ein starker Elektrolyt, da er in zwei hochleitfähige Ionen dissoziiert werden kann, von denen eines K ist⁺ und das andere ist Permanganat. Permanganationen sind aufgrund ihrer Resonanznatur stabiler und hochgradig leitfähig. K⁺ hat eine höhere Mobilität und eine höhere Ladungsdichte, um den Strom sehr schnell zu transportieren.

12. Ist KMnO₄ ionisch oder kovalent?

Die Art der Bindung des KMnO₄ hängt von der gemeinsamen Nutzung von Elektronen und der Polarisierbarkeitsregel von Fajan ab. Lassen Sie uns sehen, ob es ionisch oder kovalent ist.

KMnO₄ ist ein kovalentes Molekül, da die Bindung zwischen ihnen durch die Hybridisierung des zentralen Mn-Atoms gebildet wird und auch Elektronen durch die Hybridisierung von d- und s-Orbitalen teilt. Aber die Bindung, die von O und K durch die ionische Wechselwirkung und die Wechselwirkung gebildet wird, ist sehr stark.

Andererseits enthält es aufgrund der Regelpolarisierbarkeit auch einige % ionische Eigenschaften, und es wird eine ionische Wechselwirkung zwischen dem Kaliumion und dem Permanganation geben.

13. Ist KMnO₄ eine anorganische Verbindung?

Ein Molekül ist anorganisch, es hängt davon ab, welche Atome im Molekül vorhanden sind, ob es sich um C oder andere Elemente handelt. Mal sehen, ob KMnO₄ anorganisch ist oder nicht.

KMnO₄ ist eine rein anorganische Verbindung, da es nur aus K-, Mn- und O-Atomen besteht, es gibt keinen Kohlenwasserstoffanteil innerhalb des Moleküls. Der Kohlenwasserstoffteil besteht nur aus C- und H-Atomen, und im Gegensatz zu KMnO ist kein anderes Element vorhanden₄ Außer C und H ist noch ein weiteres Element vorhanden.

Nicht immer enthält ein organisches Molekül nur C und H, es enthält O, N, S und Halogen als Heteroatome, aber es muss ein Kohlenwasserstoffteil vorhanden sein, an dem C und H eine direkte Bindung eingehen.

Zusammenfassung

Kaliumpermanganat ist ein starkes Oxidationsmittel und kann mit viel organischer Funktionalität oxidiert werden, weshalb es in vielen organischen Synthesen verwendet werden kann. Es wird in der analytischen Chemie als Redox verwendet Titriermittel und die Bestimmung der Stärke von Oxalsäure KMnO₄ verwendet und dient hier als Selbstindikator.

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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.