Công thức tải chính thức, Cách tính toán và ví dụ



các phí chính thức (CF) là cái được gán cho một nguyên tử của phân tử hoặc ion, cho phép giải thích các cấu trúc và tính chất hóa học của nó như là một chức năng của nó. Khái niệm này ngụ ý việc xem xét đặc tính hóa trị tối đa trong liên kết A - B; nghĩa là, cặp electron được chia đều giữa A và B.

Để hiểu ở trên trong hình dưới, hai nguyên tử được hiển thị liên kết: một nguyên tử được chỉ định bằng chữ A và cái còn lại có chữ B. Như có thể thấy, trong phần chặn của các vòng tròn, một liên kết được hình thành với cặp ":". Trong phân tử dị hợp tử này, nếu A và B có cùng độ âm điện thì cặp ":" vẫn tương đương với cả A và B.

Tuy nhiên, do hai nguyên tử khác nhau không thể có các tính chất giống hệt nhau, nên cặp ":" bị thu hút bởi một nguyên tử có độ âm điện cao hơn. Trong trường hợp này, nếu A có độ âm điện lớn hơn B, cặp ":" gần với A hơn B. Điều ngược lại xảy ra khi B có độ âm điện lớn hơn A, đến gần ":" a B.

Sau đó, để gán các khoản phí chính thức cho cả A và B, cần phải xem xét trường hợp đầu tiên (trường hợp trên hình ảnh). Nếu liên kết cộng hóa trị hoàn toàn A-B bị phá vỡ, sự phân hủy đồng phân sẽ xảy ra, tạo ra các gốc tự do A · và · B.

Chỉ số

  • 1 Lợi ích định tính của việc sử dụng hàng hóa chính thức
  • 2 Công thức và cách tính toán
    • 2.1 Biến thể của phép tính theo cấu trúc
  • 3 Ví dụ về tính toán phí chính thức
    • 3.1 BF4- (ion tetrafluorobISE)
    • 3.2 BeH2 (hydrat berili)
    • 3,3 CO (carbon monoxide)
    • 3,4 NH4 + (ion amoni), NH3 và NH2- (ion amide)
  • 4 tài liệu tham khảo

Lợi ích định tính của việc sử dụng hàng hóa chính thức

Các electron không cố định, như trong ví dụ trước, nhưng chúng di chuyển và bị mất bởi các nguyên tử của phân tử hoặc ion. Nếu đó là một phân tử diatomic, người ta biết rằng cặp ":" phải được chia sẻ hoặc đi lang thang giữa cả hai nguyên tử; điều tương tự cũng xảy ra trong một phân tử loại A-B-C, nhưng với độ phức tạp cao hơn.

Tuy nhiên, bằng cách nghiên cứu một nguyên tử và giả sử hóa trị một trăm phần trăm trong các liên kết của nó, sẽ dễ dàng hơn để xác định xem nó có tăng hay giảm electron trong hợp chất hay không. Để xác định mức tăng hoặc giảm này, bạn phải so sánh trạng thái cơ bản hoặc trạng thái tự do với môi trường điện tử của mình.

Theo cách này, có thể gán điện tích dương (+) nếu nguyên tử mất electron hoặc điện tích âm (-) khi trái lại, nó thu được một electron (các dấu hiệu phải được viết bên trong một vòng tròn).

Do đó, mặc dù các electron không thể được định vị chính xác, các điện tích chính thức này (+) và (-) trong các cấu trúc phù hợp trong hầu hết các trường hợp với các tính chất hóa học dự kiến.

Nghĩa là, điện tích chính thức của một nguyên tử có liên quan mật thiết đến hình học phân tử của môi trường và khả năng phản ứng của nó trong hợp chất.

Công thức và cách tính nó

Là phí chính thức được giao tùy ý? Câu trả lời là không. Đối với điều này, việc tăng hoặc giảm electron phải được tính toán với giả định các liên kết cộng hóa trị hoàn toàn và điều này đạt được thông qua công thức sau:

CF = (số nhóm nguyên tử) - (số liên kết mà nó tạo thành) - (số lượng điện tử không được chia sẻ)

Nếu nguyên tử có CF có giá trị +1, thì nó được gán một điện tích dương (+); trong khi đó nếu bạn có CF với giá trị -1, thì bạn được gán một khoản phí âm (-).

Để tính toán chính xác CF, cần tuân thủ các bước sau:

- Xác định vị trí trong đó nhóm nguyên tử nằm trong bảng tuần hoàn.

- Đếm số lượng liên kết bạn tạo với hàng xóm của mình: liên kết đôi (=) có giá trị hai và liên kết ba có giá trị ba (≡).

- Cuối cùng, đếm số lượng electron không chia sẻ, có thể dễ dàng quan sát được với các cấu trúc Lewis.

Biến thể của tính toán theo cấu trúc

Với phân tử tuyến tính A-B-C-D, các điện tích chính thức cho mỗi nguyên tử có thể thay đổi nếu cấu trúc, ví dụ, hiện được viết là: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B, v.v. Điều này là do có các nguyên tử, bằng cách chia sẻ nhiều electron hơn (hình thành nhiều liên kết hơn), thu được CF dương hoặc âm.

Vậy, cấu trúc phân tử nào trong ba cấu trúc có thể tương ứng với hợp chất ABCD? Câu trả lời là: một loại thường có giá trị CF thấp nhất; cũng vậy, một trong đó gán các điện tích âm (-) cho các nguyên tử có độ âm điện lớn nhất.

Nếu C và D có độ âm điện lớn hơn A và B, thì bằng cách chia sẻ nhiều electron hơn, do đó chúng thu được các điện tích chính thức dương (nhìn từ quy tắc ghi nhớ).

Do đó, cấu trúc ổn định nhất và được ưa chuộng nhất về năng lượng là C-A-B-D, vì trong trường hợp này cả C và B chỉ tạo thành một liên kết. Mặt khác, cấu trúc A-B-C-D và cấu trúc có C hoặc B tạo thành hai liên kết (-C- hoặc -D-), không ổn định hơn.

Trong số các cấu trúc là không ổn định nhất? A-C-D-B, vì không chỉ C và D tạo thành hai liên kết, mà cả các điện tích chính thức âm (-) của chúng liền kề nhau, làm mất ổn định cấu trúc hơn nữa.

Ví dụ về tính toán phí chính thức

BF4- (ion tetrafluorobISE)

Nguyên tử boron được bao quanh bởi bốn nguyên tử flo. Cho rằng B thuộc nhóm IIIA (13) thiếu các electron không chia sẻ và tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị, CF của nó là (3-4-0 = -1). Trái ngược với F, yếu tố của nhóm VIIA (17), CF của nó là (7-6-1 = 0).

Để xác định điện tích của ion hoặc phân tử, chỉ cần thêm các CF riêng lẻ của các nguyên tử cấu thành nó: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

Tuy nhiên, CF cho B không có ý nghĩa thực sự; đó là, mật độ điện tử cao nhất không nằm trong điều này. Trên thực tế, mật độ điện tử này được phân phối cho bốn nguyên tử F, một nguyên tố có độ âm điện lớn hơn nhiều so với B.

BEH2 (Beryllium hydride)

Nguyên tử beryllium thuộc nhóm IIA (2), tạo thành hai liên kết và thiếu, một lần nữa, các electron không chia sẻ. Do đó, CF cho Be và H là:

CFĐược= 2-2-0 = 0

CFH= 1-1-0 = 0

Tải BeH2= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (carbon monoxide)

Cấu trúc Lewis của nó có thể được biểu diễn dưới dạng: C≡O: (mặc dù nó có các cấu trúc cộng hưởng khác). Lặp lại tính toán CF, lần này đối với C (từ nhóm VAT) và O (từ nhóm VIA), chúng ta có:

CFC= 4-3-2 = -1

CFÔi= 6-3-2 = +1

Đây là một ví dụ trong đó các khoản phí chính thức không phù hợp với bản chất của các yếu tố. Chữ O có độ âm điện lớn hơn chữ C và do đó, không nên mang điện tích dương.

Các cấu trúc khác (C = O và (+)C-O(-)), mặc dù chúng tuân thủ phân bổ điện tích nhất quán, chúng không tuân thủ quy tắc bát tử (C có ít hơn tám electron hóa trị).

NH4+ (ion amoni), NH3 và NH2- (ion amide)

trong khi nhiều electron chia sẻ N, thì tích cực hơn là CF của nó (lên tới ion amoni, vì nó không có sẵn năng lượng để tạo thành năm liên kết).

Áp dụng các tính toán cho N trong ion amoni, amoniac và ion amiduro, sau đó chúng ta có:

CF = 5-4-0 = +1 (NH4+)

CF = 5-3-2 = 0 (NH3)

Và cuối cùng:

CF = 5-2-4 = -1 (NH2-)

Đó là, trong NH2- N có bốn electron không được chia sẻ và chia sẻ tất cả khi nó tạo thành NH4+. CF cho H bằng 0 và do đó, tính toán của chúng được lưu.

Tài liệu tham khảo

  1. James. (2018). Một kỹ năng chính: Cách tính phí chính thức. Truy cập vào ngày 23 tháng 5 năm 2018, từ: master Waste Chemistry.com
  2. Tiến sĩ Ian Hunt. Khoa Hóa học, Đại học Calgary. Phí chính thức. Truy cập ngày 23 tháng 5 năm 2018, từ: chem.ucacheary.ca
  3. Phí chính thức. [PDF] Truy cập ngày 23 tháng 5 năm 2018, từ: chem.ucla.edu
  4. Jeff D. Cronk. Phí chính thức. Truy cập vào ngày 23 tháng 5 năm 2018, từ: guweb2.gonzaga.edu
  5. Whites, Davis, Peck & Stanley. Hóa học (Tái bản lần thứ 8). Học tập CENGAGE, trang 268-270.
  6. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa vô cơ (Ấn bản thứ tư., Trang 38). Đồi Mc Graw.
  7. Monica Gonzalez (Ngày 10 tháng 8 năm 2010). Tải chính thức. Truy cập ngày 23 tháng 5 năm 2018, từ: quimica.laguia2000.com