Dieser Artikel enthält die NH4+-Lewis-Struktur und ihre Hybridisierung, Form, Bindungswinkel und detaillierte Erklärungen. In NH4+-Lewis-Struktur, das Molekül ist sp3 hybridisiert und hat einen Bindungswinkel von 109.50, also ist die Form des Moleküls tetraedrisch. Diese Struktur hat keine Doppelbindung, daher könnte das Molekül keine andere Resonanzstruktur aufweisen. In diesem Molekül besteht ein Mangel an Elektronen über N. Die positive Ladung liegt also nur auf N.
Einige Fakten dazu NH4+
NH4+ ist als Ammoniumion bekannt. Es ist eine kationische Form von Ammoniak. Die Molmasse des Ammoniumions beträgt 18.039 g/mol. Das Ammoniumion ist ein weißes und lösliches Salz. Ammoniumion verhält sich wie eine schwache Säure. Der pka-Wert beträgt 9.25. Die konjugierte Base ist Ammoniak.
Die Protonierung von Ammoniak synthetisiert Ammoniumionen.
Beim Stoffwechsel von Tieren entstehen als Nebenprodukt Ammoniumionen. Ammoniumionen verhalten sich ähnlich wie Alkalimetalle.
Methode zum Zeichnen der Lewis-Struktur für NH4+
Wir zählen immer das gesamte Valenzelektron für jedes Molekül zu Zeichnen Sie seine Lewis-Struktur.
Bei NH4+ Lewis-Struktur, es sind ein N- und vier H-Atome vorhanden. Das Zentralatom wird durch die Elektronegativität bestimmt, aber vier H-Atome umgeben ein N-Atom. Das Zentralatom ist hier also N. Alle H-Atome gehen eine Einfachbindung mit dem N-Atom ein. Es gibt einen Mangel an Elektronen über N, sodass die positive Ladung des Moleküls nur über N liegt.
Das Oktett von H wird durch Bildung einer Einfachbindung mit N vervollständigt. Jetzt. Wir haben die Valenzelektronen von N- und vier H-Atomen hinzugefügt. Das Ammoniumion ist kationisch, daher sollte die gleiche Anzahl von Elektronen, die ein Elektron ist, von diesem Molekül entfernt werden. Nach Herstellung der Einfachbindung gibt es in diesem Molekül kein einsames Paar mehr. N wird positiv geladen, um sein Oktett zu vervollständigen, sodass hier keine Doppel- oder Dreifachbindung erforderlich ist.
N hat fünf Elektronen in seinem äußersten Orbital. Aber hier gehen nur vier Elektronen eine Vier-Sigma-Bindung mit jeweils vier H-Atomen ein. Auf dem N-Atom liegt also eine positive Ladung. Jedes H-Atom hat ein Elektron, und sie stehen für eine Einfachbindung mit einem einzelnen Elektron des N-Atoms.
NH4+ Lewis-Struktur Form
In NH4 + Lewis-Struktur , umgeben vier H-Atome das zentrale N-Atom. Die Form dieses Moleküls ist tetraedrisch. Vier H-Atome sind in vier Ecken der Tetraederstelle vorhanden.
Es sind vier H-Atome vorhanden, so dass die Struktur ein quadratischer Planer sein kann, aber in der quadratischen Planer-Geometrie beträgt der Bindungswinkel des Moleküls 900. In tetraedrischer Geometrie beträgt der Bindungswinkel 109.50. Durch Erhöhen des Bindungswinkels wird die Abstoßung verringert, da das N-Atom klein ist. Das Die Form des Moleküls zeigt auch die Hybridisierung an.
Aus der VSEPR-Theorie ergibt sich wiederum, dass die Gesamtelektronenzahl für dieses Molekül (5 + 4 – 1) = 8 ist, sodass die Struktur des Moleküls mit einer Elektronenzahl von 8 tetraedrisch ist.
NH4+ Valenzelektron
NH4 + Lewis-Struktur die Verteilung der Elektronen in N ist 1s22s22p3, und H-Atom ist 1s1. Es gibt also fünf Valenzelektronen für das N- und eines für das H-Atom. Aber in diesem Ammoniumion ist eine positive Ladung, was hier einen Elektronenmangel bedeutet. N gibt sein Elektron ab. Die Valenzelektronen von N sind vier und für vier H-Atome sind die gesamten Valenzelektronen 4. Also das gesamte Valenzelektron des Ammoniumions 4+ (1*4) =8.
NH4+ Lewis-Struktur formelle Gebühr
Die folgende Formel kann die formale Ladung eines beliebigen Moleküls berechnen,
FC = Nv - Nlp. -1/2 Nbp
Nv = Anzahl der Elektronen in der Valenzschale des freien Atoms
Nlp = Anzahl der Elektronen im Einzelpaar
Nbp = Anzahl der an der Bindungsbildung beteiligten Elektronen.
FC des H-Atoms = 1-0-2/2 = 0
FC des N-Atoms = 5-0-8/2 = 1
NH4 + Lewis-Struktur Da es sich bei dem Molekül um eine ionische Spezies handelt, gibt es eine formale Ladung auf dem Molekül, die gleich der Anzahl positiver Ladungen ist, die 1 ist.
Im Allgemeinen ist die formale Ladung gleich ihrer Ladung für ionische Spezies.
Anzahl der freien Elektronenpaare in einem NH4+ Lewis-Struktur
NH4 + Lewis-Struktur Wenn sich nach der Bindungsbildung Elektronenpaare in einer einzelnen Schale befinden, wird dies als einsames Elektronenpaar für ein einzelnes Atom betrachtet.
Von fünf Valenzelektronen von N gehen in diesem Molekül vier eine Bindung mit vier H-Atomen ein. H-Atom enthält nur ein Elektron. Es besteht also keine Chance, dass H ein einsames Paar enthält. Ein Elektron von N in der Valenzschale wird gespendet. Dem Molekül fehlen also freie Elektronenpaare.
Hybridisierung von NH4+
Hybridisierung ist das Mischen von Atomorbitalen ähnlicher und unterschiedlicher Energie, um neue Hybridorbitale zu ergeben.
NH4 + Lewis-Struktur Für die Hybridisierung von NH4+ sollten wir das Valenzelektron des Zentralatoms N zählen. Im Grundzustand ist die Elektronenverteilung von N 1s22s22p3.
In einem aufgeregter Zustand, spendet es ein Elektron von seinem p Orbital und ein Elektron fromthe s Orbital wird sich zu diesem freien p-Orbital verschieben. Auf diese Weise hat es vier einzelne ungepaarte Elektronen in seiner Valenzschale. Diese vier ungepaarten Elektronen, eines aus dem s- und eines aus dem p-Orbital, hybridisieren mit vier Einzelelektronen von vier H-Atomen.
Nach dem Mischen dieser Orbitale entsteht ein neues Hybridorbital sp3 gebildet. Die Hybridisierung dieses Moleküls ist also sp3.
Das Molekül ist sp3-hybridisiert, daher ist die Struktur des Moleküls tetraedrisch. Hier wird nur die Sigma-Bindung bei der Hybridisierung berücksichtigt.
Das zentrale N-Atom ist einfach gebunden und nur von vier H-Atomen umgeben.
| Struktur | Zustand der Hybridisierung des Zentralatoms | Bindungswinkel |
| Linear | sp/sd/pd | 1800 |
| Planer trigonal | sp2 | 1200 |
| tetraedrisch | sd3/sp3 | 109.50 |
| Trigonale Bipyramide | sp3d/dsp3 | 900 (axial), 1200(äquatorial) |
| Oktaeder | sp3d2/ D2sp3 | 900 |
| fünfeckig bipyramidal | sp3d3/d3sp3 | 900, 720 |
Aus der Tabelle können wir wiederum ersehen, dass das tetraedrische Molekül sp sein wird3 hybridisiert. Das Ammoniumion ist also sp3 hybridisiert.
NH4+ Bindungswinkel
Da das zentrale N-Atom im Ammoniumion sp3-hybridisiert ist, wird erwartet, dass der HNH-Bindungswinkel 109.5 beträgt0.
Bei NH4 Lewis-Struktur Es gibt keine Abweichung von diesen ursprünglichen Daten, da in diesem Molekül keine freien Elektronenpaare vorhanden sind, sodass keine Möglichkeit einer Abstoßung zwischen einzelnen Elektronenpaaren und Bindungspaaren besteht. Außerdem ist N klein und vier H-Atome sind mit einer Einfachbindung verbunden. Aufgrund des größeren Bindungswinkels gibt es keine Abstoßung.
Die VSEPR-Theorie und die Hybridisierungstabelle bestätigen, dass der Bindungswinkel im Ammoniumion 109.5 beträgt0.
NH4+ Oktettregel
Die Oktettregel besteht darin, die Valenzschale durch Abgabe oder Aufnahme von Elektronen zu vervollständigen und die nächste Edelgaskonfiguration zu erhalten.
NH4 + Lewis-Struktur H hat ein Elektron. Es bildet eine kovalente Bindung mit N, indem es ein Elektron teilt und Vervollständigung seines Oktetts und Erhalt der elektronischen Konfiguration als He. N hat fünf Elektronen in seinem Valenzorbital. In Ammonium bildet das Ion N vier Sigma-Bindungen mit vier H-Atomen, indem es ein Elektron teilt. Aber sein Oktett ist nicht erfüllt. Um sein Oktett zu befriedigen, wird ein Elektron benötigt. Eine positive Ladung liegt also nur auf dem N-Atom. Auf diese Weise vervollständigen N und H ihr Oktett.
NH4+ Resonanzstruktur
NH4 + Lewis-Struktur enthält keine π-Bindung. Also können wir nicht Zeichnen Sie die Resonanzstruktur Aufgrund dessen besteht keine Chance, die elektronischen Wolken zu verschieben. Selbst wenn kein einsames Elektronenpaar vorhanden ist, können wir sie verschieben, um eine Resonanzstruktur zu zeichnen.
Verwendung von NH4+
- Ammoniumionen halten das Säure-Basen-Gleichgewicht im menschlichen Körper aufrecht. Die Niere produziert Ammoniumionen, die sich mit vielen Anionen im Körper verbinden, um das Säure-Basen-Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.
- Unter Verwendung von Ammoniumionen können wir das quartäre Ammoniumsalz synthetisieren, das in vielen organischen Reaktionen als Phasentransferkatalysatoren verwendet werden kann.
- Ammoniumsalz ist sehr gut wasserlöslich, daher können wir es als Reinigungsmittel, Tensid usw. verwenden.
- Es ist eine gute Stickstoffquelle für viele Pflanzen, daher können wir es im Boden verwenden, aber unter eingeschränkten Bedingungen wird der Überschuss giftig sein.
Vergleiche die NH-Länge in NH3 und NH4+.
NH4+ , 5+4-1 = 8 (tetraedrisch) , NH3 5+3 = 8 (tetraedrisch)
Unter Verwendung von VSEPR sind beide NH3 und NH4+ sollte eine tetraedrische Struktur haben. In beiden Fällen sollten die N-Atome in sp sein3 hybridisiert. In NH3, da das Hybridorbital, in dem das freie Elektronenpaar vorhanden ist, einen größeren „s“-Charakter hat (Bentsche Regel), das Hybridorbital von N, das zu den 3 H-Atomen in NH gerichtet ist3 hat kleineres „s“-Zeichen bzgl. sp2. Dies ist anders als im Fall von Ammonium, wo alle Hybridorbitale von N sp sind3 hybridisiert. Do die NH-Länge in NH3 wird länger sein.
Vergleiche den sauren Charakter von NH3 und NH4+.
Ammoniak ist basisch, es hat ein einsames Paar, das an jeder freien Stelle anderer Arten gespendet werden kann, also verhält es sich wie eine Lewis-Basis.
Aber im Ammoniumion gibt es kein einsames Paar, und es hat eine positive Ladung und ein zusätzliches Proton, sodass es dieses Proton leicht freisetzen und sich wie eine Säure verhalten kann.
Vergleiche den Bindungswinkel von NH3NH4+und NH2-.
NH4+ >NH3 >NH2-
Für das Ammoniumion gibt es kein einsames Paar, im Ammoniakmolekül gibt es ein einsames Paar und für ein Aminoion gibt es zwei Paare von einsamen Paaren. Wenn die Zahl der freien Elektronenpaare zunimmt, nimmt auch die Abstoßung zu, und um die Abstoßung zu minimieren, nimmt der Bindungswinkel ab.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Lewis-Struktur des NH4+-Ions?
Die Lewis-Struktur von NH4+ (Ammoniumion) besteht aus ein zentrales Stickstoffatom umgeben von vier Wasserstoffatomen, die alle einzeln verbunden sind kovalente Bindungs. Es sind keine Einzelpaare aktiv der Stickstoff Atom in dieser Struktur. Die positive Ladung kommt von der Verlust eines Valenzelektrons durch Stickstoff zu erreichen ein stabiles Oktett Struktur.
Wie lässt sich die VSEPR-Theorie auf die NH4+-Lewis-Struktur anwenden?
Laut der VSEPR (Abstoßung von Elektronenpaaren in der Valenzschale) Theorie wird die Form eines Moleküls bestimmt durch die Abstoßung zwischen die Elektronenpaare in seine Valenzschale. Für NH4+ gilt: alle vier Valenzelektronenpaare sind verbunden, so dass ein Tetraeder entsteht Molekulargeometrie.
Wie hoch ist die formale Ladung der NH4+-Lewis-Struktur?
Die formelle Anklage auf der NH4+-Lewis-Struktur beträgt +1. Dies wird durch Subtrahieren der Gesamtzahl der Valenzelektronen berechnet die isolierten Atome aus der Gesamtzahl der Valenzelektronen im Molekül unter Berücksichtigung sowohl der Bindungs- als auch der Bindungselektronen nichtbindende Elektronen.
Wie gilt die Oktettregel für die NH4+-Lewis-Struktur?
Das Oktettregel besagt, dass Atome dazu neigen, in solchen Bindungen einzugehen Weg zur Verbesserung der Gesundheitsgerechtigkeit jedes Atom hat acht Elektronen darin seine Valenzschale, ähnlich zu die Elektronenkonfiguration of ein Edelgas. In der NH4+-Lewis-Struktur gilt das zentrale Stickstoffatom Aktien seine fünf Valenzelektronen mit vier Wasserstoffatomen, erreichen ein stabiles Oktett Struktur.
Wie ist die Molekülgeometrie der NH4+-Lewis-Struktur?
Das Molekulargeometrie der NH4+-Lewis-Struktur ist tetraedrisch. Das ist wegen die vier Wasserstoffatome symmetrisch umgebend das zentrale Stickstoffatom, mit Bindungswinkel ungefähr 109.5 Grad.
Wie ist die Elektronengeometrie der NH4+-Lewis-Struktur?
Das Elektronengeometrie Die NH4+-Lewis-Struktur ist ebenfalls tetraedrisch. Das ist weil Elektronengeometrie berücksichtigt sowohl Bindung als auch nichtbindende Elektronenpaare, und im Fall von NH4+, alle Elektronenpaare verbinden sich.
Wie werden Resonanzstrukturen in der NH4+-Lewis-Struktur verwendet?
Resonanzstrukturen sind auf die NH4+-Lewis-Struktur nicht anwendbar. Resonanz entsteht, wenn sie vorhanden ist mehrere gültige Wege hinstellen die Pi-Anleihen und nicht-Bindung freier Elektronenpaare von Elektronen. Bei NH4+ alle Anleihen sind einzeln und es gibt keine freien Elektronenpaare am Zentralatom.
Wie groß ist der Bindungswinkel in der NH4+-Lewis-Struktur?
Der Bindungswinkel in der NH4+-Lewis-Struktur beträgt ungefähr 109.5 Grad, was charakteristisch für einen Tetraeder ist Molekulargeometrie.
Ist die NH4+-Lewis-Struktur polar oder unpolar?
Die NH4+-Lewis-Struktur ist unpolar. Trotz die einzelnen NH-Bindungen da es polar ist, ist das Molekül as ein ganzes ist unpolar aufgrund seine symmetrische tetraedrische Geometrie was verursacht der Dipol Momente von die einzelnen Anleihen aufheben.
Wie zeichnet man die NH4+-Lewis-Struktur?
Um die NH4+-Lewis-Struktur zu zeichnen, beginnen Sie mit ein zentrales Stickstoffatom und umgibt es mit vier Wasserstoffatomen. Verbinden jeder Wasserstoff zu der Stickstoff mit eine einzelne Zeile repräsentiert eine Single kovalente Bindung. Angeben die positive Ladung des Ions, indem Sie ein +-Zeichen neben die Struktur schreiben.
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