Das Cyanation hat die chemische Formel OCN-. Es ist auch als Isocyanate bekannt. Es ist ein zweizähniger Ligand, der Komplexe bildet.
Cyanat ist eine farblose flüssige Substanz mit geringem Geruch. Wenn es mit Wasser behandelt wird, entstehen giftige Dämpfe, und wenn es bei hoher Temperatur bis zur Zersetzung erhitzt wird, können gesundheitsgefährdende Zyanid- und Stickoxiddämpfe entstehen. In diesem Leitartikel erfahren wir mehr über OCN- Lewis-Struktur und ihre detaillierten Fakten.
Wie zeichnet man eine Lewis-Struktur für OCN-?
Einige Punkte, an die Sie sich erinnern sollten Zeichnen einer beliebigen Lewis-Struktur
- Berechnung der gesamten Valenzelektronen der Struktur
- Das Element benötigt die niedrigste Elektronegativität, um eine zentrale Position einzunehmen
- Verbindung aller Elemente durch Kleben
Chemische Formel für Cyanat Ion ist OCN-.
Das Molekulargewicht von OCN- beträgt 42.017 g mol-1.
Die molekulare Geometrie von OCN- hat eine lineare Form.
OCN- hat eine sp-Hybridisierung.
OCN- ist polarer Natur.
Das Isomer des weniger stabilen Fulminatanions ist das Cyanat. Es hat auch verschiedene Salzformen wie Ammoniumcyanat. Cyanat ist ein Anion, das aus drei verschiedenen Elementen besteht, nämlich Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff. Die meisten Cyanatverbindungen sind beim Einatmen giftig, entzündlich und können Augen, Haut und Schleimhäute reizen.
Es ist ein überbrückender und zweizähniger Ligand (zweizähnig bedeutet, dass er mit jedem seiner zwei unterschiedlichen Elemente koordinieren kann).
In der OCN-Lewis-Struktur gibt es eine einzelne kovalente Bindung zwischen Kohlenstoff- und Sauerstoffatom und eine Dreifachbindung innerhalb von Sauerstoff- und Stickstoffatomen. Das Stickstoffatom in OCN- Lewis-Struktur trägt eine negative Ladung darauf.
OCN-Valenzelektronen
- Berechnung der gesamten Valenzelektronen von OCN-Structure
Lassen Sie uns die gesamten Valenzelektronen auf dem OCN-Ion berechnen. Als wir wissen, dass das OCN-ion drei Elemente Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff enthält, müssen wir die Position der Gruppe dieser drei Elemente im Periodensystem überprüfen. Das Sauerstoffatom gehört zu 16th Gruppe gehört das Kohlenstoffatom zu 14th Gruppe und das Stickstoffatom gehört zu 15th Gruppe des Periodensystems.
Daher enthält das O-Atom 6 Valenzelektronen, das C-Atom enthält 4 Valenzelektronen und das N-Atom enthält 5 Valenzelektronen in ihrer Valenzschale. Da das OCN-Ion ein O-Atom, ein C-Atom und ein N-Atom hat, lassen Sie uns zuerst die Gesamtzahl der Valenzelektronen für das OCN-Ion berechnen.
Valenzelektronen des Sauerstoffatoms = 6 x 1 (O) = 6
Valenzelektronen von Kohlenstoffatomen = 4 x 1 (C) = 4
Valenzelektronen des Stickstoffatoms = 5 x 1 (N) = 5
Fügen Sie nun ein zusätzliches Elektron für die negative (-) Ladung hinzu, die auf dem OCN-Ion vorhanden ist
Also, Gesamtvalenzelektronen des OCN-Ions = 6 (O) + 4 (C) + 5 (N) + 1 (-) = 16
Daher sind die gesamten Valenzelektronen auf OCN- Lewis-Struktur ist sechzehn.
Lassen Sie uns die gesamten Elektronenpaare auf der OCN-Lewis-Struktur finden, indem wir die gesamten Valenzelektronen durch zwei teilen.
OCN-Gesamtelektronenpaare = OCN-Gesamtvalenzelektronen / 2 = 16/2 = 8
Daher gibt es insgesamt acht Elektronenpaare in der OCN-Lewis-Struktur.
- Das Element benötigt die niedrigste Elektronegativität, um eine zentrale Position einzunehmen
Das Atom mit der geringsten Elektronegativität nimmt die zentrale Position des OCN- Lewis-Struktur. Das O-Atom hat eine Elektronegativität von 3.44, das C-Atom hat eine Elektronegativität von 2.55 und das Stickstoffatom hat eine Elektronegativität von 3.04. Das Kohlenstoffatom ist also von allen drei Elementen am wenigsten elektronegativ. Dann wird das Kohlenstoffatom die zentrale Position des OCN- einnehmen. Lewis-Struktur.
- Verbindung aller Elemente durch Kleben
Verbinden Sie nun alle drei Elemente O, C und N miteinander, indem Sie sie mit einer einzigen kovalenten Bindung verbinden. An jeder einzelnen kovalenten Bindung sind zwei Valenzelektronen beteiligt.
OCN-Lewis-Struktur-Oktett-Regel
Wir haben insgesamt 16 Valenzelektronen in OCN- Lewis-Struktur, von denen vier Elektronen an der Bindung zwischen OC und CN beteiligt sind, dh zwei Bindungspaare. Jetzt bleiben uns noch 12 Valenzelektronen zur Verteilung auf OCN- Lewis-Struktur um das Oktett aller drei im Ion vorhandenen Elemente zu vervollständigen.
Um das Oktett zu vervollständigen, müssen wir die acht Elektronen in die Valenzschale der Atome stecken. Jetzt müssen wir das Oktett der äußeren Elemente vervollständigen, dh Sauerstoff- und Stickstoffatom.
Die obige Struktur zeigt, dass die verbleibenden Elektronen auf O und N geteilt werden, es gibt sechs Elektronen auf Sauerstoff und sechs Elektronen auf Stickstoffatom werden verteilt. Wir können also sehen, dass die O- und N-Atome ein vollständiges Oktett haben, dh zwei Bindungspaare und drei Einzelpaare. In ähnlicher Weise hat das N-Atom auch Teo-Bindungselektronen und drei Einzelelektronen.
Somit hat das O- und N-Atom ein vollständiges Oktett mit acht Elektronen, aber das C-Atom hat nur vier Elektronen, dh Bindungspaarelektronen.
Das Kohlenstoffatom ist also nicht erfüllt, da sein Oktett nicht erfüllt ist vollständig und die Struktur ist instabil. Dann müssen wir die Elektronen von Stickstoff- und Sauerstoffatomen bewegen, um das Oktett des zentralen Kohlenstoffatoms zu vervollständigen und auch Doppel- oder Dreifachbindungen zu bilden, um eine stabile OCN-Lewis-Struktur zu erhalten, die wir weiter in der Erklärung der Resonanzstruktur sehen.
Formale Gebühren der OCN-Lewis-Struktur
Die Atome in jedem Lewis-Struktur eine kleine Formalladung ergibt eine stabilere Struktur. Es gibt eine Formel zum Zählen formaler Ladungen auf Atomen in einer Lewis-Struktur wie folgt.
Formale Ladung = (Valenzelektronen – Nichtbindungselektronen – ½ Bindungselektronen)
Lassen Sie uns die formellen Gebühren für die OCN-Lewis-Struktur zählen. Also zählen wir zuerst die formale Ladung für das Sauerstoffatom.
Sauerstoffatom: Valenzelektronen des Sauerstoffs = 06
Nichtbindende Elektronen des Sauerstoffs = 06
Bindungselektronen des Sauerstoffs = 02
Formale Ladung auf Sauerstoff = (6 – 6 – 2/2) = -1
Kohlenstoffatom: Valenzelektronen des Kohlenstoffs = 04
Nichtbindende Elektronen des Kohlenstoffs = 00
Bindungselektronen des Kohlenstoffs =04
Formelle Ladung auf Kohlenstoff = (4 – 0 – 4/2) = +2
Stickstoffatom: Valenzelektron des Stickstoffs = 05
Nichtbindendes Elektron des Stickstoffs = 06
Bindungselektronen des Stickstoffs =02
Formale Ladung auf Stickstoff = (05 – 06 – 2/2) = -2
Daher hat das Sauerstoffatom eine formale Ladung von -1, ein Kohlenstoffatom eine formale Ladung von +2 und ein Stickstoffatom eine formale Ladung von -2 in der OCN-Lewis-Struktur.
OCN-Lewis-Struktur-Einzelpaare
Im OCN- Lewis-Struktur, nach der Fertigstellung der beiden äußeren Elemente, dh O und N, befinden sich an beiden Atomen insgesamt zwölf nicht bindende Elektronen. Es bedeutet insgesamt sechs einsame Elektronen Paare sind auf der OCN-Lewis-Struktur vorhanden in instabiler Form.
Somit hat das Sauerstoffatom drei einsame Elektronenpaare, das Kohlenstoffatom hat null einsame Elektronenpaare und das Stickstoffatom hat drei einsame Elektronenpaare auf OCN- Lewis-Struktur.
OCN-Lewis-Struktur-Resonanz
OCN- Lewis-Struktur zeigt drei nicht-äquivalente Resonanzstrukturen mit der Bildung von Mehrfach-(Doppel-/Dreifach-)Bindungen durch Übertragung von Elektronen innerhalb des Ions.
In der OCN-Resonanzstruktur sind die Ladungsverteilungen und Bindungen unterschiedlich und haben unterschiedliche Energieniveaus. Einige Resonanzstrukturen zeigen mehr Stabilität als andere Resonanzstrukturen. Gemäß den Regeln der Resonanzstruktur ist die Struktur in der Natur stabiler, wenn sie weniger Energie hat als sie.
Wir haben bereits im Thema Formalladungen gesehen, dass die OCN-Lewis-Struktur im Wesentlichen aus drei Ladungen besteht –1 auf O, +2 auf C und –2 auf N. Jetzt müssen wir die einsamen Elektronenpaare des N-Atoms anstatt des O-Atoms umwandeln , da O elektronegativer ist als das N-Atom. Stickstoff, der weniger elektronegativ ist, kann mehr Valenzelektronen zum Teilen bereitstellen.
Um eine stabilere Resonanzstruktur zu erhalten, sollte die negative Ladung auf dem Element mit mehr Elektronegativität liegen. In der obigen Struktur hat also Sauerstoff eine negative Ladung auf einer Resonanzstruktur, die stabiler ist, da Sauerstoff elektronegativer ist als C und N.
Wir müssen das einsame Elektron des Stickstoffatoms in ein Bindungspaar umwandeln, um eine CN-Bindung innerhalb des C- und N-Atoms herzustellen. Da die Atome mehr Ladungen aufweisen, müssen wir mehr einsame Elektronenpaare des N-Atoms in ein Bindungspaar umwandeln, um eine Dreifachbindung zwischen C und N zu erhalten, wodurch eine negative Ladung am O-Atom erzeugt wird, um eine stabilere Struktur zu erhalten.
Nun, in der obigen stabileren Struktur können wir sehen, dass das Kohlenstoffatom jetzt acht Elektronen in vier Bindungspaaren hat, dh das Kohlenstoffatom ist mit einem vollständigen Oktett zufrieden. Die negative Ladung befindet sich auch auf dem O-Atom, da es elektronegativer ist und sich gut zeigt Lewis-Struktur.
Also schließen wir schließlich, dass die OCN-Lewis-Struktur drei Resonanzen nach Minimierung der Ladungen darauf zeigt. Eine Resonanzstruktur zeigt eine Einfachbindung zwischen OC und eine Dreifachbindung zwischen CN, die zweite Resonanzstruktur zeigt eine Dreifachbindung zwischen OC und eine Einfachbindung zwischen CN und die dritte Resonanzstruktur zeigt Doppelbindungen zwischen OC und CN.
OCN-Lewis-Strukturform
Wie wir bereits oben gesehen haben, Resonanz Struktur Erklärung, dass das O-Atom eine negative Ladung von -1 trägt, da es elektronegativer ist. Auch O und C haben eine kovalente Einfachbindung und das C- und N-Atom hat eine Dreifachbindung, was eine stabile Form der Struktur zeigt. Es gibt also null einsame Elektronenpaare am zentralen Kohlenstoffatom. Die generische Formel der VSEPR-Theorie für OCN-Ion ist AX2.
Gemäß der obigen Struktur und ihren Valenzelektronen sieht die Anordnung der OCN-Atome planar aus; Außerdem sind keine einzelnen Elektronenpaare vorhanden und auch die Geometrie stimmt nicht gebogene Form. Dann hat die OCN-Lewis-Struktur gemäß der VSEPR-Theorie eine lineare Form.
OCN-Hybridisierung
Die Hybridisierung eines beliebigen Moleküls kann durch die auf dem Atom vorhandene Elektronendichte bestimmt werden. In der obigen OCN-Lewis-Struktur, die wir besprochen haben, bildet das zentrale Kohlenstoffatom Bindungen innerhalb des Sauerstoff- und Stickstoffatoms, lassen Sie uns nun über seine Hybridisierung diskutieren.
Es gibt eine Dreifachbindung zwischen Kohlenstoff und Stickstoff, die eine Elektronendichte zeigt, außerdem hat Kohlenstoff eine kovalente Einfachbindung mit einem Sauerstoffatom, die eine zweite Elektronendichte zeigt. Da es in der OCN-Lewis-Struktur zwei Elektronendichten für das Kohlenstoffatom gibt, können sich die beiden Hybridorbitale durch das Kohlenstoffatom bilden, um eine Bindung mit Sauerstoff- und Stickstoffatomen einzugehen.
Daher kann das Kohlenstoffatom während der Bildung einer einfachen Bona- und Dreifachbindung mit Sauerstoff- und Stickstoffatomen ein 'Hybridorbital' und ein 'p'-Hybridorbital bilden. Das zentrale Kohlenstoffatom hat also 'sp' Hybridisierung in OCN-Lewis-Struktur.
OCN- polar oder unpolar
Einige Punkte, die beachtet werden müssen, wenn man bedenkt, dass jedes Molekül von Natur aus polar oder unpolar ist, wie folgt.
- Wenn zwei Atome mehr Elektronegativitätsunterschiede haben, dann ist das Molekül von Natur aus polar.
- Symmetrie oder asymmetrische Molekülform, wenn symmetrisch, dann unpolar und wenn asymmetrisch, dann ist es ein polares Molekül.
- Dipolmoment entsteht durch elektronegativere Zentralatome.
Lassen Sie uns die polare oder nicht-polare Natur der OCN-Lewis-Struktur diskutieren. Die Elektronegativität des C-Atoms beträgt 2.55, die Elektronegativität des O-Atoms beträgt 3.44 und die Elektronegativität des N-Atoms beträgt 3.04. Die Unterschiede der Elektronegativitäten aller drei Elemente sind deutlich zu sehen.
Im Fall der OCN-Lewis-Struktur erzeugen Kohlenstoff und Sauerstoff (CO) und Kohlenstoff und Stickstoff (CN) aufgrund ihrer Elektronegativitätsunterschiede Dipole. Im Grunde wissen wir es Das heißt, das Molekül ist polar, wenn es ein oder mehrere einsame Elektronenpaare am zentralen Element und unterschiedliche äußere Elemente aufweist.
Somit hat das zentrale Kohlenstoffatom des OCN-Ions keine einsamen Elektronenpaare und auch das OCN-Ion hat eine asymmetrische Geometrie. Das OCN-Ion ist also von Natur aus polar.
Bindungswinkel der OCN-Lewis-Struktur
Die OCN-Lewis-Struktur hat drei Elemente, die in einer einzigen horizontalen Ebene angeordnet sind und eine asymmetrische Verteilung von Elektronen aufweisen, was eine lineare Form des OCN-Ions zeigt.
Die OCN-Lewis-Struktur hat also einen Bindungswinkel von 180 Grad.
OCN-Lewis-Struktur-Elektronengeometrie
Wir haben bereits über die Leis-Struktur, Formalladungen, Valenzelektronen und die Resonanzstruktur des OCN-Ions diskutiert. Daraus können wir ersehen, dass auf dem OCN-Ion insgesamt 16 Valenzelektronen vorhanden sind.
Aus diesen 16 Valenzelektronen können wir zwei Doppelbindungen zwischen OC und CN oder eine Dreifachbindung zwischen OC oder CN herstellen. Aber die stabile Form der OCN-Resonanzstruktur zeigt eine Einfachbindung zwischen O- und C-Atom und eine Dreifachbindung zwischen C- und N-Atom mit negativer Ladung am O-Atom. Außerdem gibt es drei freie Elektronenpaare am O-Atom und zwei freie Elektronenpaare am N-Atom, weshalb dieses Ion als zweizähniger Ligand bezeichnet wird.
Das OCN-Ion zeigt also eine tetraedrische Elektronenpaargeometrie.
OCN-Verwendungen
Da das Cyanat-Ion (OCN-) von Natur aus toxisch ist, dh es ist brennbar, verursacht es auch Reizungen an menschlicher Haut, Augen und Schleimhaut. Wir haben das Cyanat-Ion in unserem allgemeinen Gebrauch des täglichen Lebens nicht gesehen. Es könnte nur in hochrangigen chemischen Fabriken und Industrien eingesetzt werden.
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