Formula formală de încărcare, cum se calculează și exemplele



taxa oficială (CF) este cea care este atribuită unui atom al moleculei sau ionului, ceea ce permite explicarea structurilor sale și a proprietăților chimice în funcție de acesta. Acest concept implică luarea în considerare a caracterului maxim al covalenței în legătura A-B; adică, perechea de electroni este partajată în mod egal între A și B.

Pentru a înțelege cele de mai sus, în figura de mai jos doi atomi legați sunt prezentate: unul desemnat prin litera A și cealaltă cu litera B. Așa cum se arată, în legătura cercurile de interceptare este format cu perechea „:“. In aceasta molecula heteronucleara, daca A si B au aceleasi electronegativitati, perechea ":" ramane echidistant fata de ambele A si B.

Cu toate acestea, deoarece doi atomi diferiți nu pot avea proprietăți identice, perechea ":" este atrasă de cea care este mai electronegativă. În acest caz, dacă A este mai electronegativ decât B, perechea „“ este mai aproape de A decât B. La polul opus se produce atunci când B este mai electronegativ decât A, se apropie acum „:“ B.

Apoi, pentru a atribui acuzațiile formale atât A și B, este necesar să luăm în considerare primul caz (cel de deasupra imaginii). Dacă s-ar rupe legătura pur covalentă A-B, s-ar produce o defalcare homolitică generând radicalii liberi A și B.

index

  • 1 Beneficiile calitative ale utilizării încărcăturii oficiale
  • 2 Formula și modul de calculare a acesteia
    • 2.1 Variații ale calculului în funcție de structură
  • 3 Exemple de calcule formale de încărcare
    • 3.1 BF4- (tetrafluoroborat ion)
    • 3.2 BeH2 (hidrură de beriliu)
    • 3.3 CO (monoxid de carbon)
    • 3.4 NH4 + (ion de amoniu), NH3 și NH2- (amidă)
  • 4 Referințe

Beneficiile calitative ale angajării de mărfuri formale

Electronii nu sunt fixați, ca în exemplul precedent, dar călătoresc și se pierd de atomii moleculei sau ionului. Dacă este o moleculă diatomică, se știe că perechea ":" trebuie să fie împărtășită sau rătăcită între ambii atomi; același lucru se întâmplă într-o moleculă de tip A-B-C, dar cu o complexitate mai mare.

Cu toate acestea, studiind un atom și asumându-și o covalență de o sută la sută în legăturile sale, este mai ușor să stabilești dacă câștigă sau pierde electroni în interiorul compusului. Pentru a determina acest câștig sau pierdere, starea sa inițială sau liberă trebuie comparată cu mediul său electronic.

Astfel, este posibil să se atribuie o sarcină pozitivă (+), în cazul în care atomul pierde un electron, sau negativ (-) atunci când, dimpotrivă, capătă un electron (semnele trebuie să fie scrise într-un cerc).

Astfel, deși electronii nu pot fi localizați exact, aceste încărcături formale (+) și (-) din structuri se conformează în majoritatea cazurilor la proprietățile chimice așteptate.

Adică sarcina oficială a unui atom este strâns legată de geometria moleculară a mediului său și de reactivitatea acestuia în cadrul compusului.

Formula și modul de calculare a acesteia

Sunt taxele oficiale atribuite arbitrar? Răspunsul este nu. Pentru aceasta, câștigul sau pierderea de electroni trebuie să fie calculat presupunând legături pur covalente, și acest lucru este realizat prin următoarea formulă:

CF = (numărul grupului atomic) - (numărul de legături pe care le formează) - (numărul de electroni care nu sunt partajate)

Dacă atomul are un CF cu o valoare de +1, îi este atribuită o sarcină pozitivă (+); în cazul în care are un CF cu o valoare de -1, este atribuită o taxă negativă (-).

Pentru a calcula corect CF, trebuie urmate următorii pași:

- Găsiți în ce grup se află atomul în tabelul periodic.

- Contelează numărul de legături pe care le formezi cu vecinii: link-urile duble (=) sunt în valoare de două și legăturile triple sunt în valoare de trei (≡).

- În cele din urmă, numărați numărul de electroni ne-împărțiți, care pot fi ușor de observat cu structurile Lewis.

Variațiile calculului în funcție de structură

Având în molecula liniara A-B-C-D, taxele formale pentru fiecare atom poate varia în cazul în care structura, de exemplu, este acum scrisă ca: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B, etc. Acest lucru se datorează faptului că există atomi care, împărtășind mai mulți electroni (formând mai multe legături), dobândesc CF-uri pozitive sau negative.

Deci, care dintre cele trei structuri moleculare posibile corespunde compusului ABCD? Răspunsul este: unul care are, în general, cele mai scăzute valori ale CF; de asemenea, cel care atribuie sarcinile negative (-) atomilor cei mai electronegativi.

Dacă C și D sunt mai electonegative decât A și B, atunci prin împărtășirea mai multor electroni dobândesc în consecință sarcini formale pozitive (văzute de o regulă mnemonică).

Astfel, structura cea mai stabilă și cea mai favorizată este C-A-B-D, deoarece atât C cât și B formează o singură legătură. Pe de altă parte, structura A-B-C-D și cele care au C sau B care formează două legături (-C- sau -D-), sunt mai instabile.

Care din toate structurile este cea mai instabilă? A-C-D-B, deoarece nu numai C și D sunt două link-uri, dar și taxele lor negative oficiale (-) sunt adiacente una cu alta, să destabilizeze și mai mult structura.

Exemple de calcule formale de încărcare

BF4- (ion tetrafluoroborat)

Atomul de bor este înconjurat de patru atomi de fluor. Având în vedere că B aparține grupului IIIA (13), lipsește electronii ne-împărțiți și formează patru legături covalente, CF este (3-4-0 = -1). În contrast cu elementul F al grupului VIIA (17), CF este (7-6-1 = 0).

Pentru a determina încărcarea ionului sau moleculei, este suficient să adăugăm CF-urile individuale ale atomilor care o compun: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

Cu toate acestea, CF pentru B nu are un sens real; adică cea mai mare densitate electronică nu se află pe aceasta. În realitate, această densitate electronică este distribuită la cei patru atomi ai lui F, un element mult mai electononegativ decât B.

BEH2 (Hidrură de beriliu)

Atomul beriliului aparține grupului IIA (2), formează două legături și lipsește, din nou, electronii ne-împărțiți. Astfel, CF pentru Be și H sunt:

CFfi= 2-2-0= 0

CFH= 1-1-0= 0

Încărcați BeH2= 1(0) + 2(0)= 0

CO (monoxid de carbon)

Structura lui Lewis poate fi reprezentată ca: C = O: (deși are alte structuri de rezonanță). Repetând calculul CF, de data aceasta pentru C (de la grupul TVA) și O (din grupul VIA), avem:

CFC= 4-3-2= -1

CFO= 6-3-2= +1

Acesta este un exemplu în care taxele oficiale nu sunt conforme cu natura elementelor. O este mai electronegativ decât C și, prin urmare, nu ar trebui să fie unul pozitiv.

Celelalte structuri (C = O și (+)C-O(-)), deși respectă alocarea coerentă a tarifelor, ele nu respectă regula octetului (C are mai puțin de opt electroni de valență).

NH4+ (amoniu ionic), NH3 și NH2- (ion amid)

cu cât sunt mai mulți electroni, cu atât mai pozitiv este CF (până la ionul de amoniu, deoarece nu are disponibilitate de energie pentru a forma cinci obligațiuni).

Aplicând, de asemenea, calculele pentru N în ionul de amoniu, amoniacul și amiduroul, avem:

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

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

Și în final:

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

Adică, în NH2- N are patru electroni care nu sunt partajate și împărtășește toate atunci când formează NH4+. CF pentru H este egal cu 0 și, prin urmare, calculul lor este salvat.

referințe

  1. James. (2018). O competență cheie: Cum se calculează încărcarea oficială. Adus la 23 mai 2018 de la: masterorganicchemistry.com
  2. Dr. Ian Hunt. Departamentul de Chimie, Universitatea din Calgary. Taxe oficiale. Adus pe 23 mai 2018, de la: chem.ucalgary.ca
  3. Taxe oficiale. [PDF]. Adus pe 23 mai 2018, de la: chem.ucla.edu
  4. Jeff D. Cronk. Încărcare oficială. Adus pe 23 mai 2018, de la: guweb2.gonzaga.edu
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimie. (Ediția a 8-a). CENGAGE Learning, p. 268-270.
  6. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică (Ediția a patra, pagina 38). Mc Graw Hill.
  7. Monica Gonzalez (10 august 2010). Încărcare oficială Adus pe 23 mai 2018, de la: quimica.laguia2000.com