NO3-Lewis-Struktur, Geometrie, Hybridisierung: 9 Schritte (gelöst)

by

Das Nitration (NO3-) hat ein Stickstoffatom (N), das von drei Sauerstoffatomen (O) umgeben ist, mit 5 Valenzelektronen von N, 6 von jedem O und einem zusätzlichen Elektron von der negativen Ladung, also insgesamt 24 Elektronen. Die Lewis-Struktur weist eine NO-Doppelbindung und zwei NO-Einfachbindungen auf, wobei die negative Ladung über die Sauerstoffatome delokalisiert ist, was durch Resonanz nachgewiesen wird. Jedes Sauerstoffatom in den Einfachbindungen hat drei freie Elektronenpaare und der doppelt gebundene Sauerstoff hat zwei. Diese Anordnung führt zu einer trigonal-planaren Geometrie mit Bindungswinkeln von etwa 120°. Die Resonanz und Delokalisierung von Elektronen trägt zur Stabilität und Reaktivität des Ions bei, was für viele biochemische und industrielle Prozesse von entscheidender Bedeutung ist.

NEIN3- hat eine trigonale planare Struktur mit einem Bindungswinkel von 1200. Stickstoff ist mit drei Sauerstoffatomen durch kovalente Bindungen verbunden. Alle diese kovalenten Bindungen haben aufgrund der Resonanz die gleiche Länge. Alle Nitratverbindungen außer Bismutoxynitrat sind wasserlöslich.

Lassen Sie uns einige relevante Themen bezüglich Form, Hybridisierung, Bindungswinkel und Löslichkeit von NO diskutieren3- Lewis-Struktur unten.

NO3-Lewis-Struktur
NO3-Lewis-Struktur

Wie zeichne NEIN3- Lewis-Struktur?

Lewis-Strukturen sind solche Strukturdarstellungen, in denen nichtbindende Elektronen als Elektronenpunkte dargestellt sind. Folgen wir den Schritten zum Zeichnen der Lewis-Struktur.

Bestimmung der Valenzelektronen:

Sowohl Stickstoff als auch Sauerstoff sind p-Block-Elemente und haben fünf bzw. sechs Elektronen in ihrer Valenzschale.

Bestimmung der Bindungselektronen:

Zwischen Stickstoff und Sauerstoff sind eine Doppelbindung und zwei Sigma-Bindungen vorhanden. An der Bindung sind also (4×2) = 8 Elektronen beteiligt.

Herausfinden der nichtbindenden Elektronen:

Die zwei Sauerstoffatome, die durch kovalente Einfachbindungen verbunden sind, haben sechs und der Sauerstoff, der durch eine Doppelbindung mit dem Stickstoffatom verbunden ist, hat jeweils vier nichtbindende Elektronen.

no3-Lewis-Struktur
NEIN3- Lewis-Struktur

NEIN3- Lewis-Strukturresonanz

Resonanz ist die Bewegung der Pi-Elektronenwolke zum Zweck der Stabilisierung über das gesamte Molekül. Lassen Sie uns die Resonanzstrukturen von Nitrationen zeichnen.

Alle Resonanzstrukturen von NO3- tragen gleichermaßen zu seiner Hybridstruktur bei. Für Nitrationen sind insgesamt drei Resonanzstrukturen möglich, und alle sind aufgrund der gleichen NO-Bindungslänge äquivalent.

Die Resonanzstrukturen helfen dabei, die stabilste sowie die Hybridstruktur eines beliebigen Moleküls zu identifizieren. Die formale Ladung jedes Atoms kann auch aus Resonanzstrukturen berechnet werden.

NO3-Resonanzstruktur
NEIN3- Resonanzstruktur

NEIN3- Lewis-Strukturform

Lewis-Struktur Form, definiert aus der VSEPR-Theorie, bestimmt die dreidimensionale molekulare Anordnung der Atome in einem Molekül. Lassen Sie uns die Form von NO herausfinden3-.

Das Lewis-Struktur Die Form von NO3- ist trigonal planar. Es enthält drei Sauerstoff- und ein Stickstoffatom, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind. NO3- erhält diese trigonale planare Form aufgrund der sp2-Hybridisierung des Stickstoffatoms.

Die Form und Geometrie dieses Ions sind gleich, da Stickstoff kein einsames Paar in Nitrat hat. Wenn Stickstoff ein einsames Paar hat, weicht die Form von seiner Geometrie ab, da die einsamen Paare eine Abstoßung der einsamen Paare von Bindungspaaren mit den NO-Bindungen beinhalten.

NEIN3- Formale Ladung der Lewis-Struktur

Die Resonanz-Hybridstruktur hilft bei der Berechnung der formalen Ladung jedes Atoms in einem Molekül. Berechnen wir die Formalladung von NO3-.

Die Formel von NO3- Die formale Ladungsberechnung ist = {Gesamtzahl der Valenzelektronen – Anzahl der Elektronen, die als nicht gebunden verbleiben – (Anzahl der Elektronen, die an der Bindungsbildung beteiligt sind/2).} Eine positive Ladung am Stickstoffatom und zwei negative Ladungen am Sauerstoffatom machen das Molekül negativ geladen Spezies.

  • Formale Stickstoffladung = 5 – 0 – (8/2) = +1
  • Formale Ladung jedes Sauerstoffs, der durch eine Einfachbindung mit Stickstoff verbunden ist = 6 – 6 – (2/2) = -1
  • Formale Ladung von Sauerstoff, gebunden durch Doppelbindung mit Stickstoff = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Die Formalladung des gesamten Moleküls ist = +1-1-1 = 0.

NEIN3- Lewis-Strukturwinkel

Lewis-Struktur Winkel, bestimmt durch die Form des Moleküls, wird zwischen zwei kovalenten Bindungen und einem Atom gebildet. Lassen Sie es uns im Detail erklären.

Das Lewis-Struktur Der NO3-Winkel beträgt 1200. Dies ist der tatsächliche Bindungswinkel jedes trigonal-planar geformten und sp2-hybridisierten Moleküls. Wie bei der Hybridisierung kann auch der Bindungswinkel anhand der VSEPR-Theorie (Valence Shell Electron Pair Repulsion) bestimmt werden.

Das Nitrat-Ion zeigt seinen tatsächlichen Bindungswinkel entsprechend seiner Form und Hybridisierung aufgrund des Fehlens von Einzelpaaren am Zentralatom. Diese Einzelpaare beinhalten eine Abstoßung des Einzelpaar-Bindungspaars, und der Bindungswinkel wird gegenüber seinem tatsächlichen Winkel verringert.

NEIN3- Lewis-Struktur-Oktett-Regel

Die Oktettregel zeigt, dass jedes Atom acht Elektronen in seiner Valenzschale haben sollte, wie sein nächstgelegenes Edelgasmolekül. Lassen Sie uns herausfinden, ob die Atome in NO3- Oktettregel befolgen oder nicht.

Alle Atome in NO3- befolgen Sie die Oktettregel auf folgende Weise:

  • Stickstoff hat fünf Valenzelektronen und teilt sich drei weitere Elektronen mit den drei Sauerstoffatomen. Daher ist im Falle von Stickstoff die Oktettregel erfüllt.
  • Jedes der beiden Sauerstoffatome (mit negativer Ladung) hat sechs Elektronen in der äußersten Schale und bekommt zwei weitere Elektronen vom Stickstoff und das Oktett wird aufgefüllt.
  • Der Rest des Sauerstoffatoms (mit Doppelbindung verbunden) erfüllt auch die Oktettregel, da es zwei Elektronen mit Stickstoff mit Stickstoff teilt.

NEIN3- Einsame Paare der Lewis-Struktur

Als freie Elektronenpaare werden jene Valenzelektronen betrachtet, die nicht durch Bindungsbildung mit anderen Atomen ausgetauscht werden. Lassen Sie uns über die einsamen Paare diskutieren.

Formel zur Berechnung von Einzelpaaren oder nichtgebundenes Elektron in NO3- = Gesamtzahl der Valenzelektronen – Zahl der gebundenen Elektronen.

  • Anzahl der nicht gebundenen Elektronen im Stickstoff = 5 – 5 = 0
  • Anzahl der nicht gebundenen Elektronen im negativ geladenen Sauerstoffatom = 6 – 0 = 6
  • Anzahl der nichtgebundenen Elektronen im neutralen Sauerstoff = 6 – 2 = 4
  • Daher ist die Gesamtzahl der freien Elektronenpaare in NO3- ist = (6×2) + 4 = 16

NEIN3- Valenzelektronen

Valenzelektronen sind als jene Elektronen definiert, die zu der äußersten Schale eines Atoms gehören. Zählen wir die Valenzelektronen von NO3-.

Gesamtzahl der Valenzelektronen in NO3- is (3 × 6) + 5 = 23 und es ist bestimmt aus der Summe der Valenzelektronen von einem Stickstoff- und drei Sauerstoffatomen. Als p-Blockelement haben Stickstoff und Sauerstoff fünf bzw. sechs Elektronen in ihren 2s- bzw. 2p-Orbitalen.

Stickstoff und Sauerstoff haben das 2s-Orbital vollständig gefüllt (2s2) und 2p-Orbital, die im Fall von Stickstoff mit drei Elektronen gefüllt sind (2p3) und vier Elektronen im Sauerstoffatom (2p4). Diese beiden Orbitale werden als Valenzschale betrachtet.

NEIN3- Hybridisation

Das Konzept, zwei Atomorbitale zu mischen, um ein neues Hybridorbital zu erzeugen, wird als Hybridisierung bezeichnet. Lassen Sie uns darüber diskutieren.

Die Hybridisierung von Stickstoff in NO3- ist sp2. An dieser Hybridisierung mit drei Sauerstoffatomen sind 2s- und 2p-Orbitale des Stickstoffs beteiligt. Da Stickstoff keine nichtbindenden Elektronen mehr hat, sind alle fünf Elektronen an der NO-Bindungsbildung beteiligt.

Die Molekülgeometrie kann nur aus der orbitalen Hybridisierung des Moleküls bestimmt werden. Alle sp2 hybridisierte Atome zeigen in Abwesenheit von Einzelpaaren immer eine trigonale planare Form.

Ist NEIN3- eine solide?

Der physikalische Zustand jedes Moleküls hängt von der Natur des Moleküls oder Ions ab. Lassen Sie uns darüber diskutieren.

Es kann nicht kommentiert werden, wenn NEIN3- ist fest, flüssig oder gasförmig, weil es nur ein mehratomiges Ion ist, das aus Stickstoff- und Sauerstoffatomen besteht. Um den physikalischen Zustand von NO zu kommentieren3-, es sollte mit irgendeinem Metall oder irgendeinem Atom verbunden sein und nur dann kann es bestimmt werden.

Warum und wie NEIN3- ist kein Feststoff?

NEIN3- kann kein fester Stoff sein, weil es keine Verbindung, kein mehratomiges Ion ist. Der Siedepunkt kann nur für jede Verbindung gemessen werden, nicht für jedes Ion. Wenn es irgendeine Verbindung bildet, kann der physikalische Zustand davon bestimmt werden. Zum Beispiel HNO3 ist eine flüssige Verbindung, während Natriumnitrat eine feste Substanz ist.

Ist NEIN3- in Wasser löslich?

Die Löslichkeit hängt von der Natur (polar oder unpolar) der gelösten und Lösungsmittelmoleküle ab.

Die meisten NEIN3- Verbindungen sind wasserlöslich. Die Nitrationen enthaltenden Verbindungen sind meistens polar, und polare Verbindungen sind immer in polaren Lösungsmitteln wie Wasser löslich.

Warum und wie NEIN3- sind wasserlöslich?

NEIN3- Verbindungen sind wasserlöslich, weil die Wassermoleküle eine ionische Atmosphäre um die polaren gelösten Moleküle bilden. Das positive Ende des Wassers bedeckt das negative Ende des gelösten Stoffs und das Sauerstoffende des Wassers bildet die ionische Atmosphäre um das positive Ende des gelösten Stoffs.

Zum Beispiel sind die folgenden Verbindungen von NO3- wasserlöslich-

  • Natriumnitrat
  • Salpetersäure
  • Calciumnitrat

Ist NEIN3- polar oder unpolar?

Polarität oder Nichtpolarität hängt von der Anordnung der Bindungen und den Elektronegativitäten des Moleküls ab. Lassen Sie uns diskutieren, ob NEIN3- ist polar oder unpolar.

NEIN3- ist polar, weil es eine trigonale Form hat und alle Atome darin stark elektronegativ sind. Es gibt keine Aufhebung des Bindungsdipols in NO3-. Daher enthält es ein permanentes Dipolmoment.

Warum und wie NEIN3- ist polar?

Die Polarität von NO3- hängt von seiner trigonalen Form ab. Lassen Sie uns weiter unten diskutieren.

NEIN3- ist polar, weil ein NO-Bindungsmoment nicht durch eine andere NO-Bindung aufgehoben werden kann. Wenn ein Bindungsdipol durch einen anderen aufgehoben wird, dann ist das Nettodipolmoment von NO3- Null sein und es wird als unpolares Molekül betrachtet.

Ist NEIN3- eine Säure oder Base?

Für die Acidität oder Basizität einer Verbindung sollte bestimmt werden, ob sie elektronenreich ist oder nicht. Lass es uns herausfinden.

NEIN3- wird als konjugierte Base betrachtet, weil es ein elektronenreiches mehratomiges Ion ist. Es verhält sich wie Lewis-Base, da es die überschüssige Elektronendichte an jede Lewis-Säure abgeben kann.

Warum und wie NEIN3- ist eine Basis?

Eine Metallnitratverbindung wie NaNO sein3, Ich habe nicht3- gebildet. Konzentrieren wir uns darauf.

NEIN3- ist eine Base, weil die überschüssige Elektronendichte davon durch das Sauerstoffatom gespendet werden kann. Für Salpetersäure, NO3- kann eine kovalente Bindung mit Wasserstoff, einer Lewis-Säure oder einer elektronenarmen Spezies über das Sauerstoffende bilden.

Daher wird die überschüssige Elektronendichte von Sauerstoff durch die neue kovalente Bindung zwischen Sauerstoff und Wasserstoff in Richtung Wasserstoff verschoben.

Ist NEIN3- ein elektrolyt?

Jede Verbindung kann nur dann Elektrolyt sein, wenn sie in wässriger Lösung in zwei entgegengesetzt geladene Ionen dissoziiert werden kann. Lassen Sie uns erklären, ob NEIN3- Elektrolyt ist oder nicht.

NEIN3- kann nur Elektrolyt sein, wenn es mit einem Metallatom oder Wasserstoff eine Verbindung eingeht. Zum Beispiel sind sowohl Natriumnitrat als auch Salpetersäure von Natur aus Elektrolyte.

Warum und wie NEIN3- ist kein Elektrolyt?

NEIN3- ist ein Elektrolyt und kann in zwei entgegengesetzte Ionen dissoziiert werden, wenn es mit einem Atom verbunden wird, um ein Molekül zu bilden. Daher kann nicht kommentiert werden, ob NEIN3- kann Elektrolyt sein oder Strom leiten.

Ist NEIN3- ionisch oder kovalent?

Der ionische oder kovalente Charakter hängt von der Anwesenheit einer ionischen oder kovalenten Bindung ab. Lassen Sie uns einen Überblick darüber geben.

NEIN3- ist kovalent, weil Stickstoff mit den drei Sauerstoffatomen durch kovalente Bindungen verbunden ist, die durch die gemeinsame Nutzung von Elektronen zwischen den konstituierenden Atomen gebildet werden.

Warum und wie NEIN3- ist eine kovalente Verbindung?

Die gemeinsame Nutzung von Elektronen zwischen den Atomen macht ein Molekül zu einer kovalenten Verbindung. Lassen Sie uns darüber sprechen.

NEIN3- aufgrund des Vorhandenseins kovalenter Bindungen kovalent ist. Diese kovalenten Bindungen werden aufgrund der gemeinsamen Nutzung von Elektronen zwischen Stickstoff und Sauerstoff gebildet. Ionenbindungen können nur gebildet werden, wenn Elektronenpaare vollständig vom elektropositiven zum elektronegativen Atom übertragen werden. Daher ist es keine ionische Verbindung.

Zusammenfassung

Nitrat ist eine wasserlösliche kovalente Verbindung mit bedeutenden Anwendungen in verschiedenen Bereichen. Es wird als Dünger in der Landwirtschaft verwendet. Es verhält sich auch gut Oxidationsmittel bei verschiedenen chemischen Reaktionen.

Lesen Sie auch: