In diesem Beitrag gehen wir Schritt für Schritt durch, wie man die Sco-Lewis-Struktur, formale Ladung, Hybridisierung und Geometrie aufbaut.
Carbonylsulfid, manchmal auch als COS bekannt, ist ein bekanntes und häufig vorkommendes Gas in der Stratosphäre mit der chemischen Formel SCO.
- Lewis-Struktur von Carbonylsulfid
- Molekulargeometrie von Carbonylsulfid
- Carbonylsulfid-Hybridisierung
- Einzelpaare der SCO-Lewis-Struktur
- Formelle Ladungen der SCO Lewis-Struktur
- Resonanz der SCO-Lewis-Struktur
Als Teil des Schwefelkreislaufs hat es enorme Auswirkungen auf das Leben an Land, in der Luft und im Wasser. Schwefel hingegen ist ein giftiges Element für Mensch und Tier und kann bei akuter Exposition zum Tod führen.
1. Lewis-Struktur von Carbonylsulfid (SCO):
Das Die Lewis-Struktur wird durch Zeichnen erzeugt Valenzelektronen paarweise um das Symbol eines Elements in der Mitte.
Die Valenzelektronen befinden sich in der äußersten Schale des Atoms und spielen eine Rolle bei der Bindungsbildung.
Dies erklärt sich aus der Struktur eines Atoms, bei dem sich der Kern im Kern befindet und Elektronen ihn auf ihren Bahnen umkreisen.
Der Kern übt eine attraktive Anziehungskraft auf Elektronen aus und ermöglicht es ihnen, ihre intrinsischen Eigenschaften zu zeigen, ohne in andere Umlaufbahnen zu springen.
Nach dieser Überlegung wird die Anziehungskraft des Kerns umso schwächer, je weiter die Umlaufbahn vom Kern entfernt ist. Infolgedessen werden Elektronen in der äußersten Schale von der Anziehungskraft des Kerns nicht beeinflusst und können sich leicht mit einem anderen Element in der Nähe verbinden.
Acht Valenzelektronen sind die maximale Anzahl, die ein Atom haben kann.
Zu Beginn des Studiums der Lewis-Struktur von Carbonylsulfid müssen wir zunächst dasselbe für alle beteiligten Komponenten untersuchen.
Kohlenstoff hat die Ordnungszahl sechs und besitzt vier Valenzelektronen.
Sauerstoff hat die Ordnungszahl acht und besitzt sechs Valenzelektronen.
Schwefel hat die Ordnungszahl 16 und enthält 6 Valenzelektronen.
Schritte zum Zeichnen der Lewis-Struktur von Carbonylsulfid:
Schritt 1: Berechnen Sie die Valenzelektronen für jedes der beteiligten Atome: Kohlenstoff hat einen Wert von vier, während Sauerstoff und Schwefel einen Wert von sechs haben.
Schritt 2: Um die zu skizzieren Lewis-Struktur von Carbonylsulfid, bestimmen Sie die Gesamtmenge der verfügbaren Valenzelektronen: Es werden 16 OCS-Moleküle benötigt, um ein OCS-Molekül herzustellen.
Schritt 3: Berechnen Sie, wie viele weitere Valenzelektronen erforderlich sind, um ein Carbonylsulfidmolekül zu stabilisieren: Die Gesamtzahl der erforderlichen Valenzelektronen beträgt 24, daher lautet die Antwort 8.
Schritt 4: Bestimmen Sie die Art der Verbindung, die sich zwischen den beteiligten Atomen ausbildet: Da sich Sauerstoff und Schwefel nur mit jeweils zwei Valenzelektronen mit Kohlenstoff verbinden, entsteht eine Doppelbindung.
Schritt 5: Suchen Sie nach dem Hauptatom: Kohlenstoff wird ausgewählt, da es den niedrigsten Elektronegativitätswert der drei beteiligten Atome hat.
Schritt 6: Zeichnen Sie die Lewis-Struktur von Carbonylsulfid unter Verwendung aller zuvor diskutierten Punkte:
Warum bilden Carbonylsulfidmoleküle Doppelbindungen?
Sowohl Sauerstoff- als auch Schwefelatome benötigen zwei Valenzelektronen, um ihr Oktett zu vervollständigen, wie aus der Struktur ersichtlich ist. Da Carbonylsulfid ein kovalentes Molekül ist, ist es unmöglich, Valenzelektronen abzugeben.
Dadurch teilen sich alle beteiligten Atome Valenzelektronen, um einen stabilen Zustand zu erreichen.
Die einzige Doppelbindung, mit der das Molekül einen stabilen Zustand erreicht hat, ist die Einfachbindung, die eine ungerade Anzahl von Valenzelektronen hat.
Warum muss das Kernatom eines Moleküls die niedrigste Elektronegativität haben?
Der Grund dafür ist, dass je niedriger der Elektronegativitätswert ist, desto größer ist die Neigung, Elektronen zu teilen.
Das Kernatom muss eine niedrige Elektronegativität haben, um den Großteil seiner Valenzelektronen zu teilen.
Andernfalls werden die Valenzelektronen des Kernatoms nicht geteilt und es würde kein neues Molekül gebildet.
2. Carbonylsulfid-Molekülgeometrie (SCO):
Da alle drei beteiligten Atome im Winkel von 180° zueinander angeordnet sind Lewis-Struktur, ist es offensichtlich, dass die molekulare Geometrie von Carbonylsulfid linear ist.
Die Theorie der Valenzschalen-Elektronenpaarabstoßung (VSEPR) kann auch verwendet werden, um die molekulare Geometrie dieses Moleküls eingehender zu untersuchen.
Die Bindungslänge zwischen Sauerstoff und Kohlenstoff beträgt 115.78 pm, während die Bindungslänge zwischen Schwefel und Kohlenstoff 156.01 pm beträgt.
Das Carbonylsulfidmolekül hat aufgrund der Doppelbindungen zwischen Sauerstoff und Schwefel sowie der gleichen Menge an freien Elektronenpaaren an Schwefel- und Sauerstoffatomen eine symmetrische Struktur.
Das Tatsache, dass Carbonylsulfid eine lineare Molekülstruktur hat während ein einzelnes Elektronenpaar Sie verwirren kann.
Da an Sauerstoff und Schwefel gleich viele freie Valenzelektronenpaare vorhanden sind, hebt sich der Gesamteffekt auf, wodurch die Struktur symmetrisch wird.
Als Ergebnis beginnt sich das Carbonylsulfid wie ein lineares Molekül zu verhalten. Die Struktur von Carbonylsulfid wäre trigonal-planar, wenn es ungerade einsame Paare von Valenzelektronen gäbe.
3. Carbonylsulfid-Hybridisierung (SCO):
Carbonylsulfid besitzt eine sp-Hybridisierung, weil es ein lineares Molekül ist. Da die Carbonylgruppe sp ist2 hybridisiert, mag es manchen ungewöhnlich erscheinen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Carbonylgruppe im Allgemeinen eine tetraedrische Struktur mit einem Bindungswinkel von 120 ° annimmt, dies ist jedoch bei Carbonylsulfid nicht der Fall, das eine lineare Molekülgeometrie aufweist.
Die sp-Hybridisierung findet in Carbonylsulfid statt, wenn drei beteiligte Atome in einem linearen Muster organisiert sind, wodurch sich ein s- und ein p-Orbital derselben Schale innerhalb eines Atoms mischen, was zu zwei neuen Orbitalen gleicher Energie führt.
Eine Doppelbindung besteht aus einer Sigma-Bindung und einer Pi-Bindung, was sie zu einer stärkeren Bindung als andere macht, da sowohl Sigma- als auch Pi-Bindungen den gleichen Einfluss auf die Bindung haben.
Trotz der Tatsache, dass Sigma-Bindungen stärker als Pi sind, hat das Molekül aufgrund dieser Bindungen unterschiedliche chemische Eigenschaften.
Hybridisierung ist ein mathematisches Verfahren zur Ermittlung der Ursache für die Entstehung von Bindungen zwischen den Atomen in einem Molekül.
Es untersucht, wie unterschiedliche Atomorbitale mit einem Atom interagieren, was zur Erzeugung neuer Atomorbitale mit ähnlichen Energien führt.
Es geht noch einen Schritt weiter, indem es ein Molekülorbitaldiagramm präsentiert, mit dem die Atomorbitale der Teilnehmer genauer untersucht werden können.
4. Freie Elektronenpaare der SCO-Lewis-Struktur:
Gesamtzahl der Valenzelektronen:
Da OCS aus einem Sauerstoffatom, einem Kohlenstoffatom und einem Schwefelatom besteht, ist es…
Die Anzahl der Valenzelektronen in einem Sauerstoffatom beträgt 6 × 1 = 6.
6 × 1 = 6 Valenzelektronen pro Kohlenstoffatom
4 × 1 = 4 Valenzelektronen pro Schwefelatom
Die Gesamtzahl der Valenzelektronen ist 6 + 6 + 4 = 16.
Gesamtzahl der Elektronenpaare:
Es gibt insgesamt 16 Valenzelektronen. Der Wert der Gesamtelektronenpaare wird erhalten, indem dieser Wert durch zwei dividiert wird.
Gesamte Elektronenpaare = Gesamte Valenzelektronen ÷ 2
Als Ergebnis beträgt die Gesamtzahl der Elektronenpaare 16÷2 = 8.
5. Formale Ladungen der SCO-Lewis-Struktur:
Berechnen Sie die Formalladungen an Atomen mit der folgenden Formel:
Formelle Ladung = Valenzelektronen – nichtbindende Elektronen – ½ bindende Elektronen
Für Sauerstoff- und Schwefelatom, Formalladung = 6 – 6 – ½ (2) = -1
Für Kohlenstoffatom, formale Ladung = 4 – 0 – ½ (4) = +2
6. Resonanz der SCO-Lewis-Struktur:
Eine Resonanzstruktur ist eine echte Lewis-Struktur, die erzeugt wird, indem nur Elektronen von einer anderen Struktur verschoben werden.
Eine dieser Strukturen hat zwei Doppelbindungen, während die anderen eine Einfach- und eine Dreifachbindung haben, die auf zwei verschiedene Arten platziert werden können. Doppelköpfige „Resonanzpfeile“ unterteilen die Resonanzstrukturen. In der Chemie sind Pfeile von Bedeutung, und diese spezielle Art von Pfeilen wird verwendet, um Resonanzstrukturen zu trennen. Alle drei Strukturen haften an allen Lewis Strukturregeln.
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