11 Fakten zur Lewis-Struktur und -Eigenschaften von KNO3


KNO3 ist eines der Oxidationsmittel im Raketentreibstoff mit einer Molmasse von 101.1032 g/mol. Lassen Sie uns kurz die Lewis-Struktur von KNO3 und die anderen Fakten im Folgenden kurz erläutern.

Die Lewis-Struktur von KNO3 ähnelt der von Nitrat. Das Gegenkation von Nitrat kann man sich als Kaliumkation vorstellen, das mit einem der O-Atome verbunden ist, nicht mit dem zentralen N-Atom. Der Rest der Bindung und Hybridisierung am N-Zentrum bleibt also derselbe, da das N-Atom sp ist2 hybridisiert.

In der trigonalen planaren Form von KNO3 ist ein Sauerstoffatom durch eine Einfachbindung sowohl mit N als auch mit K verbunden, und das andere O-Atom trägt eine negative Ladung darauf. Konzentrieren wir uns auf einige wichtige Fakten über KNO3 wie die Lewis-Struktur, Valenzelektronen und Hybridisierung im folgenden Abschnitt mit entsprechenden Erklärungen.

1.    Wie man die KNO3-Lewis-Struktur zeichnet

KNO3 Lewis-Struktur kann die Idee der Bindung des Moleküls, der Valenzelektronen und der Verfügbarkeit von Elektronen vermitteln. Lassen Sie uns versuchen, die KNO3-Lewis-Struktur in wenigen Schritten zu zeichnen.

Zählen der gesamten Valenzelektronen –

Zuerst müssen wir die gesamten Valenzelektronen für KNO3 berechnen. Wir müssen also die Valenzelektronen für die einzelnen Atome zählen und dann addieren. Die gesamten Valenzelektronen, die in der KNO3-Lewis-Struktur vorhanden sind, betragen also 1 + 5 + (6 * 3) = 24. Da drei O-Atome vorhanden sind.

Auswahl des Zentralatoms –

Wählen Sie nun das Atom, das das Zentralatom für das KNO3 spielen wird Lewis-Struktur. Entscheidend für ein Zentralatom ist die Größe des Atoms sowie die Elektronegativität. Der Atomradius von N ist größer als O und N ist auch elektropositiver als O. Hier wird also N als Zentralatom gewählt.

Befriedigung mit der Oktettregel –

Hier sollten wir überprüfen, ob alle Atome der Oktettregel gehorchen oder nicht, indem wir acht Elektronen in ihrer Valenzschale ansammeln. Die erforderlichen Elektronen sind 2+8+8+8+8 = 34. Die Gesamtzahl der Valenzelektronen beträgt 24. Die erforderliche Anzahl an Bindungen in KNO3 beträgt also ½(34-24) = 5 Bindungen.

Überprüfung der Wertigkeit –

In diesem Schritt haben wir jedes Atom mit der erforderlichen Anzahl von Bindungen mit dem Zentralatom verbunden. Hier ist die erforderliche Anzahl von Bindungen 7, aber die Gesamtzahl von Atomen ist 5, also fügen wir mehrere Bindungen hinzu, um die Wertigkeit der jeweiligen Atome zu erfüllen. Zwischen N und einem der O-Atome ist eine Doppelbindung vorhanden.

Weisen Sie die einsamen Paare zu –

Im letzten Schritt, nachdem wir die Wertigkeit der jeweiligen Atome erfüllt haben, weisen wir die freien Elektronenpaare zu, die zusätzliche Valenzelektronen sind, die in der Valenzschale vorhanden sind. In diesem Molekül enthalten O-Atome nur freie Elektronenpaare.

KNO3 Lewis-Strukturform

Jedes Molekül hat seine eigene besondere Form und hängt von der VSEPR-Theorie ab. KNO3 hat auch eine geometrische Form. Jetzt können wir die Strukturform von KNO3 im Detail diskutieren.

Die besondere Form des KNO3-Moleküls ist trigonal planar. Diese Form wird vom AX unterstützt3 Typ Molekül. N ist im Zentrum des Trigonals vorhanden und drei O-Atome sind in drei verschiedenen Eckpunkten der Geometrie vorhanden. Diese Form ist perfekt für KNO3, um jede Art von Abstoßung zu vermeiden.

Gemäß der VSEPR-Theorie nehmen Moleküle vom AX3-Typ eine trigonale bipyramidale oder planare Form an. Hier ist später der beste Monteur für KNO3. Das K-Atom ist nicht direkt an das Zentralatom gebunden, sondern mit einem der O verbunden. K hat also in dieser Form keinen Beitrag, es befindet sich nur um das zentrale N.

KNO3 Valenzelektronen

Die Anzahl der an der Bindungsbildung beteiligten Elektronen, die im Valenzorbital vorhanden sind, wird als Valenzelektronen bezeichnet. Diskutieren Sie nun im Detail für das KNO3-Molekül.

Das KNO3-Molekül hat 24 Valenzelektronen. K hat 1, N hat 5 und jedes O-Atom hat 6 Valenzelektronen, da sie zu den Gruppen IA, V bzw. VIA im Periodensystem gehören. Daher ist ihre elektronische Valenzschalenkonfiguration [Ar]4s1, [Er]2s22p3, [Er]2s22p4 für K, N bzw. O.

Berechnen Sie nun die gesamten Valenzelektronen, die in der KNO3-Lewis-Struktur vorhanden sind

  • Valenzelektronen für ein K-Atom = 1
  • Valenzelektronen für ein Stickstoffatom = 5
  • Valenzelektronen für drei O-Atome = 6*3 = 18
  • Also die Gesamtzahl der im KNO3 vorhandenen Valenzelektronen Lewis-Struktur ist, 1 + 5 + 18 = 24

KNO3-Lewis-Struktur Einzelpaare

Einzelpaare sind die nicht gebundenen Elektronen, die im Valenzorbital der jeweiligen Atome vorhanden sind. Lassen Sie uns darüber sprechen, welches Atom im KNO3-Molekül freie Elektronenpaare enthält.

Im KNO7-Molekül sind insgesamt 3 Paare von Einzelpaaren vorhanden. Alle freien Elektronenpaare gehören nur zu O-Atomen. Denn alle Valenzelektronen des N-Atoms werden zur Bindungsbildung verwendet und es stehen keine nicht gebundenen Elektronen zur Verfügung. O stammt aus dem 16. Element der Gruppe und hat einsame Paare.

Jedes O-Atom enthält eine unterschiedliche Anzahl von freien Elektronenpaaren. Berechnen Sie nun die freien Elektronenpaare.

  •  O-Atome haben zwei freie Elektronenpaare, die mit N doppelt verbunden sind
  • Ein anderes O hat auch zwei freie Paare, die mit der K-Stelle verbunden sind.
  • Eine negative Ladung, die O-Atome enthält, hat drei freie Elektronenpaare.
  • Also, die gesamten einsamen Paare = 2 + 2 + 3 = 7 Paare.

KNO3 Lewis-Struktur Formgebühr

Die formale Ladung kann die Ladung in einem Molekül vorhersagen, die an einem bestimmten Atom auftreten kann. Nun berechnen wir die formale Ladung einzelner Atome des KNO3-Moleküls.

Die formelle Gebühr auf KNO3 ist nicht null. Weil eines von N und O geladen ist und eine partielle Ionenbindung teilt. Diese Gebühr kann also durch die formelle Gebühr vorhergesagt werden. Bei der Berechnung der Formalladung müssen wir davon ausgehen, dass N und O beide die gleiche Elektronegativität haben.

Die Formel, die wir hier verwenden können, FC = Nv – Nl.p. -1/2 Nb.p.

Die formelle Anklage ist vorbei,

  • N = 5-0-(8/2) = +1,
  • doppelt gebundenes O = 6-4-(4/2) = 0,
  • K-gebundenes O = 6-4-(4/2) = 0,
  • das letzte O = 6-6-(2/2) = -1

Das Molekül ist also neutral, da die negativen und positiven Ladungen den Ladungseffekt neutralisieren können.

KNO3 Lewis-Struktur-Oktett-Regel

Jedes Atom folgt der Oktettregel, indem es sein Valenzorbital nach der Bildung einer kovalenten Bindung vervollständigt. Die KNO3-Oktettregel wird unten diskutiert.

K, N und O vervollständigen ihr Valenzorbital, indem sie Bindungen bilden und Elektronen mit einer geeigneten Anzahl von Elektronen teilen. Die elektronische Konfiguration von K, N und O ist [Ar]4s1, [Er]2s22p3, und [He]2s22p3 beziehungsweise. Sie benötigen also jeweils ein, drei und zwei Elektronen.

K ist ein s-Blockelement, daher benötigt es ein weiteres Elektron, um sein Oktett zu vervollständigen, und es teilt eine Bindung mit dem O-Atom. Das zentrale N benötigt drei weitere Elektronen und bildet drei Bindungen mit drei O, um das Oktett zu vervollständigen. Jedes O-Atom vervollständigt sein Oktett, indem es Elektronen in kovalenten Bindungen teilt.

KNO3-Bindungswinkel

Jedes Molekül hat seinen eigenen Bindungswinkel zwischen den zentralen und umgebenden Atomen für die richtige Ausrichtung der Anordnung. Lassen Sie uns den KNO3-Bindungswinkel kurz diskutieren.

Der Bindungswinkel von KNO3 beträgt 1200, der perfekte Bindungswinkel für ein trigonales planares Molekül. Es ist also klar, dass für die Abweichung des Winkels keine Abstoßung oder sterische Überforderung vorhanden ist. Der Wert dieses Bindungswinkels zwischen der ONO-Einheit. Der Winkelwert interniert auch die Hybridisierung des zentralen N.

KNO3 Bindungswinkel

Der Bindungswinkel für ein Molekül vom Typ AX3 beträgt 1200 für eine trigonale Ebene. Der Wert weicht nur ab, wenn zwischen Atomen und Einzelpaaren eine sterische Überfüllung vorliegt. Aber im KNO3-Molekül sind drei O-Atome weit voneinander entfernt, so dass es zu keiner Verdrängung kommt und der Bindungswinkel gleich bleibt.

KNO3 Lewis-Strukturresonanz

Die Delokalisierung der Elektronenwolke über die verschiedenen kanonischen Formen wird als Resonanz bezeichnet. Wie die Delokalisierung von Elektronen im KNO3-Molekül auftrat, wird unten diskutiert.

Im KNO3-Molekül trat eine Resonanz vom elektronenreichen O-Zentrum zur elektronenarmen N-Stelle auf. O trägt eine negative Ladung, sodass es genügend Elektronenwolken für die Delokalisierung über die verschiedenen kanonischen Formen des Moleküls hat. Das Molekül ist planar, so dass die Resonanz auf sehr einfache Weise auftritt.

KNO3 Resonanzstrukturen

Alle drei Strukturen sind unterschiedliche kanonische Formen des KNO3-Moleküls. I und II sind ähnlich und sie tragen mehr zur Resonanz bei, da sie stabiler sind. Weil sie mehr kovalente Bindungen und eine negative Ladung am elektronegativen Atom haben. Struktur III ist am wenigsten stabil.

KNO3-Hybridisierung

Um eine kovalente Bindung mit unterschiedlich angeregten Orbitalen herzustellen, werden sie einer Hybridisierung unterzogen, um ein äquivalentes Hybridorbital zu bilden. Diskutieren Sie nun die Hybridisierung von KNO3 im Detail.

Das zentrale N ist sp2 hybridisiert, weil die Anzahl der beteiligten Orbitale 3 beträgt.

Struktur  HybridisierungswertZustand der Hybridisierung des Zentralatoms   Bindungswinkel
Linear    2sp/sd/pd  1800
Planer trigonal   3  sp2      1200
Tetraeder   4sd3/sp3     109.50
Trigonal bipyramidal5sp3d/dsp3     900 (axial), 1200(äquatorial)
Oktaeder  6sp3d2/ D2sp3      900
Fünfeckig bipyramidal  7sp3d3/d3sp3  900, 720
Hybridisierungstabelle

                      

                                                                                   

Warum und wie KNO3 sp2 hybridisiert?

Wenn das Zentralatom eines Moleküls in drei Orbitalen an der Hybridisierung beteiligt ist und nur eine Sigma-Bindung bildet, dann ist es sp2 hybridisiert.

Die für die Hybridisierung verwendete Formel lautet: H = 0.5 (V+M-C+A), wobei H = Hybridisierungswert, V die Anzahl der Valenzelektronen im Zentralatom, M = umgebende einwertige Atome, C = nein. des Kations, A=Nr. des Anions. Die Hybridisierung des zentralen N in KNO3 ist also ½(5+0+0+1) = 3(sp2)

KNO3-Hybridisierung

Wir berücksichtigen bei der Hybridisierung nur die Sigma-Bindung, nicht die π- oder sonstige Mehrfachbindungen. Dies ist die Einschränkung der Hybridisierung. Alle O-Atome sind direkt an das zentrale N gebunden, sodass sie an der Hybridisierung beteiligt sind, nicht das K, da es mit einem der O-Atome verbunden ist.

KNO3 Molmasse

Die Molmasse ist die exakte Masse des Moleküls einschließlich der Molmasse seiner einzelnen Atome. Lassen Sie uns die Molmasse von KNO3 berechnen.

Die Molmasse von KNO3 beträgt 101.1032 g/mol. Dieser Wert ergibt sich aus der Molmasse und dem Summenwert der einzelnen Atome. Die Molmasse wird immer in g/mol angegeben. Es wird definiert, wie viel Gramm des Moleküls pro Mol vorhanden sind.

Warum und wieso beträgt die Molmasse von KNO3 101.1032 g/mol?

Dieser genaue Wert ergibt sich aus der Summierung des Atommassenwerts eines einzelnen Atoms. Berechnen Sie nun jede Molmasse separat.

  • Der Atommassenwert von K ist 39.0983
  • Die Atommasse von N ist 14.0067
  • Die Atommasse von O beträgt 15.999
  • Jetzt sind drei o Atome vorhanden, also beträgt die Molmasse des KNO3-Moleküls 39.0983 + 14.0067 + (15.999*3) = 101.1032 g/mol.
  • Die Berechnung erfolgt für 1 Mol der Zusammensetzung

Aus der obigen Berechnung können wir also schließen, dass 101.1032 g KNO3 in 1 Mol vorhanden sind. Für eine 1:1-Reaktion von KNO3 und einem beliebigen anderen Molekül müssen wir also 101.1032 g KNO3-Molekül nehmen.

Ist KNO3 an Elektrolyt?

Wenn ein Molekül in Wasser ionisiert wird und Strom leitet, sollte es als Elektrolyt bezeichnet werden. Sehen Sie nun, ob KNO3 ein Elektrolyt ist oder nicht.

KNO3 ist ein Elektrolyt. Es kann in seiner wässrigen Lösung Strom leiten. Die Art der durchgelassenen Elektrizität ist nicht so hoch, sodass sie sich wie ein mäßiger Elektrolyt verhält. KNO3 ist ein Salz und jedes Salz ist ein Elektrolyt.

Warum und wie ist KNO3 ein Elektrolyt?

KNO3 kann in der wässrigen Lösung ionisiert werden, um Elektrizität zu transportieren.

KNO3 ist ein Elektrolyt, weil es in Form von K ionisiert wird+ und nein3- in der wässrigen Lösung. Die Beweglichkeit von K+ ist aufgrund der Ionenladung so hoch, und Nitrat ist auch ein Anion mit besserer elektrischer Leitfähigkeit, da eine Resonanz mit dem Nitrat vorhanden ist und elektronegative O-Atome vorhanden sind.

Wenn also KNO3 in der wässrigen Lösung gelöst wird, wird es ionisiert, um die entsprechenden Kationen und Anionen zu bilden. Aus diesem Grund lädt sich die Lösung auf und trägt Elektrizität, sodass sich KNO3 wie ein Elektrolyt verhalten kann.

Synthese KNO3 Lewis-Struktur

KNO3 ist in seinem physikalischen Zustand ein weiß gefärbtes kristallines festes Salz. Sowohl der Siedepunkt als auch der Schmelzpunkt sind mit etwa 653 K bzw. 607 K sehr hoch.

  • Die synthetische Methode zur Herstellung von KNO3 ist die Kombination von Ammoniumnitrat mit Kaliumhydroxid.
  • NH4NEIN3(wässrig) + KOH(wässrig) = NH3(g) + KNO3(aq) + H2O (l)
  • Ein anderes Verfahren besteht darin, Ammoniumnitrat mit Kaliumchlorid umzusetzen, ohne Ammoniak als Nebenprodukt zu bilden.
  • NH4NEIN3(wässrig) + KCl(wässrig) = NH4Cl(aq) + KNO3(aq)

KNO3 hat in seiner Gitterform eine orthorhombische Kristallstruktur und ändert sich bei höheren Temperaturen in eine trigonale.

Fazit

Das KNO3-Molekül ist ein starkes Elektrolytmolekül, seine wässrige Lösung leitet Elektrizität. Es ist ein kovalentes Molekül, das teilweise geladen ist.

Biswarup Chandra Dey

Hallo......ich bin Biswarup Chandra Dey, ich habe meinen Master in Chemie abgeschlossen. Mein Fachgebiet ist Anorganische Chemie. 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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