Formālā ielādes formula, kā to aprēķināt un piemēri



The oficiāla maksa (CF) ir tas, kas piešķirts molekulas vai jonu atomsi, kas ļauj izskaidrot tās struktūras un ķīmiskās īpašības kā tā funkciju. Šī koncepcija nozīmē, ka jāapsver maksimālais kovalences raksturs saitē A-B; tas ir, elektronu pāris ir vienādi sadalīts starp A un B.

Lai saprastu iepriekšminēto zemākajā attēlā, divi atomi ir saistīti: viens ir apzīmēts ar burtu A un otrs ar burtu B. Kā redzams, apļa krustojumā tiek veidota saite ar pāri: ":". Šajā heteronukleārajā molekulā, ja A un B ir vienādas elektronegativitātes, pāris ":" joprojām ir vienāds gan ar A, gan B.

Tomēr, tā kā diviem dažādiem atomiem nevar būt identiskas īpašības, pāris ":" piesaista to, kas ir vairāk elektronegatīvs. Šādā gadījumā, ja A ir vairāk elektronegatīvs nekā B, pāris ":" ir tuvāks A nekā B. Pretējā gadījumā, kad B ir vairāk elektronegatīvs nekā A, tuvojas tagad ":" a B.

Tad, lai piešķirtu oficiālos maksājumus gan A, gan B, ir jāapsver pirmais gadījums (viens virs attēla). Ja tīrā kovalentā saite A-B tiktu sadalīta, rastos homolītisks sadalījums, radot brīvos radikāļus A · un · B.

Indekss

  • 1 Kvalitatīvie ieguvumi no formālās kravas izmantošanas
  • 2 Formula un kā to aprēķināt
    • 2.1. Aprēķina izmaiņas atkarībā no struktūras
  • 3 Oficiālo maksas aprēķinu piemēri
    • 3.1. BF4- (tetrafluoroborāta jonu)
    • 3.2. BeH2 (berilija hidrīds)
    • 3.3. CO (oglekļa monoksīds)
    • 3,4 NH4 + (amonija jonu), NH3 un NH2- (amīda jonu)
  • 4 Atsauces

Kvalitatīvie ieguvumi no formālo kravu nodarbināšanas

Elektroni nav fiksēti, tāpat kā iepriekšējā piemērā, bet tie ceļo un zaudē molekulas vai jonu atomus. Ja tā ir diatomiskā molekula, ir zināms, ka pāris ":" ir jādalās vai jādarbojas starp abiem atomiem; tas pats notiek A-B-C tipa molekulā, bet ar lielāku sarežģītību.

Tomēr, pētot atomu un pieņemot, ka tās obligācijās ir simtprocentīga kovalence, ir vieglāk noteikt, vai tas iegūst vai zaudē elektronus savienojumā. Lai noteiktu šo peļņu vai zaudējumus, jums ir jāsalīdzina sākotnējais vai brīvais statuss pret jūsu elektronisko vidi.

Tādā veidā, ja atoms zaudē elektronu vai negatīvu lādiņu (-), tad ir iespējams piešķirt pozitīvu lādiņu (+), ja tieši pretēji, tas iegūst elektronu (zīmes jāieraksta apļa iekšpusē).

Tādējādi, lai gan elektronus nevar atrast tieši, šie formālie lādiņi (+) un (-) struktūrās vairumā gadījumu atbilst paredzamajām ķīmiskajām īpašībām..

Tas nozīmē, ka atoma formālā uzlāde ir cieši saistīta ar tās vides molekulāro ģeometriju un tā reaktivitāti savienojumā.

Formula un kā to aprēķināt

Vai oficiālie maksājumi tiek piešķirti patvaļīgi? Atbilde ir nē. Šim nolūkam ir jāaprēķina elektronu ieguvums vai zudums, pieņemot, ka tās ir tikai kovalentās saites, un tas tiek panākts ar šādu formulu:

CF = (atomu grupas numurs) - (veidoto saišu skaits) - (elektronu skaits, kas nav kopīgi)

Ja atoma CF ir ar vērtību +1, tam piešķir pozitīvu lādiņu (+); tā kā, ja jums ir CF ar -1 vērtību, jums tiek piešķirta negatīva maksa (-).

Lai pareizi aprēķinātu KF, jāievēro šādi soļi:

- Atrodiet, kurā grupā atoms atrodas periodiskajā tabulā.

- Skaitiet saites, kuras veidojāt ar saviem kaimiņiem: dubultās saites (=) ir vērts divas un trīskāršās saites ir trīs (≡).

- Visbeidzot, saskaitiet neizmantoto elektronu skaitu, ko var viegli novērot ar Lewis struktūrām.

Aprēķina izmaiņas atkarībā no struktūras

Ņemot vērā lineāro A-B-C-D molekulu, katra atoma formālie lādiņi var mainīties, ja, piemēram, struktūra ir rakstīta kā: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B utt. Tas ir tāpēc, ka ir atomi, kas, daloties vairāk elektronu (veidojot vairāk obligāciju), iegūst pozitīvu vai negatīvu CF.

Tātad, kura no trim iespējamām molekulārajām struktūrām atbilst savienojumam ABCD? Atbilde ir tāda, kurai parasti ir zemākās CF vērtības; arī tas, kas negatīvos lādiņus (-) piešķir visvairāk elektronegatīvajiem atomiem.

Ja C un D ir vairāk elektronegatīvi nekā A un B, tad, dalot vairāk elektronu, tie iegūst pozitīvus formālus maksājumus (redzami no mnemoniska noteikuma).

Tādējādi visstabilākā struktūra un vislielākā labvēlība ir C-A-B-D, jo šajā gadījumā gan C, gan B veido tikai vienu saiti. No otras puses, struktūra A-B-C-D un tie, kuriem ir C vai B, veidojot divas saites (-C- vai -D-), ir nestabilāki.

Kuras no visām struktūrām ir visstabilākās? A-C-D-B, jo ne tikai C un D veido divas saites, bet arī to negatīvie formālie lādiņi (-) atrodas blakus, tālāk destabilizējot struktūru.

Formālo maksas aprēķinu piemēri

BF4- (tetrafluoroborāta jonu)

Bora atomu ieskauj četri fluora atomi. Ņemot vērā, ka B pieder pie IIIA grupas (13), trūkst nepiederošu elektronu un veido četras kovalentās saites, tā CF ir (3-4-0 = -1). Atšķirībā no F grupas elementa VIIA (17), tā CF ir (7-6-1 = 0).

Lai noteiktu jonu vai molekulu lādiņu, ir pietiekami pievienot atsevišķus to komponentu CF, kas to veido: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

Tomēr CF attiecībā uz B nav reālas nozīmes; tas ir, vislielākais elektroniskais blīvums tajā nav. Faktiski šis elektroniskais blīvums tiek sadalīts četriem F atomiem, kas ir daudz elektronegatīvāks elements nekā B.

BeH2 (Berilija hidrīds)

Berilija atoms pieder pie IIA grupas (2), veido divas saites un atkal nav kopīgu elektronu. Tādējādi Be un H CF ir:

CFEsi= 2-2-0 = 0

CFH= 1-1-0 = 0

Ielādēt BeH2= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (oglekļa monoksīds)

Tās Lewis struktūru var attēlot kā: C≡O: (lai gan tai ir citas rezonanses struktūras). Atkārtojot CF aprēķinu, šoreiz C (no PVN grupas) un O (no VIA grupas) mums ir:

CFC= 4-3-2 = -1

CFO= 6-3-2 = +1

Šis ir piemērs, kur oficiālie maksājumi neatbilst elementu būtībai. O ir vairāk elektronegatīvs nekā C, un tāpēc tam nevajadzētu būt pozitīvam.

Pārējās struktūras (C = O un. \ T (+)C-O(-)), lai gan tie atbilst saskaņotai izmaksu sadalījumam, tie neatbilst okteta noteikumam (C ir mazāk par astoņiem valences elektroniem).

NH4+ (jonu amonija), NH3 un NH2- (amīda jonu)

kamēr vairāk elektronu ir N, pozitīvāks ir tās CF (līdz amonija jonam, jo ​​tam nav enerģijas, lai izveidotu piecas saites).

Piemērojot arī N amonija jonu, amonjaka un amiduro jonu aprēķinus, tad mums ir:

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

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

Un visbeidzot:

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

Tas ir, NH2- N ir četri elektroni, kas nav koplietoti, un koplieto visu, kad tas veido NH4+. CF H ir vienāds ar 0, un tāpēc to aprēķins tiek saglabāts.

Atsauces

  1. Džeimss. (2018). Galvenā prasme: kā aprēķināt oficiālo maksu. Saturs iegūts 2018. gada 23. maijā no: masterorganicchemistry.com
  2. Dr Ian Hunt. Kalgari Universitātes Ķīmijas katedra. Oficiālās maksas. Saturs iegūts 2018. gada 23. maijā no: chem.ucalgary.ca
  3. Oficiālās maksas. [PDF] Saturs iegūts 2018. gada 23. maijā no: chem.ucla.edu
  4. Jeff D. Cronk. Oficiāla maksa. Saturs iegūts 2018. gada 23. maijā no: guweb2.gonzaga.edu
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Ķīmija (8. izdevums). CENGAGE Learning, 268-270. Lpp.
  6. Shiver & Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija (Ceturtais izdevums., 38. lpp.). Mc Graw kalns.
  7. Monica Gonzalez (2010. gada 10. augusts). Oficiāla ielāde. Saturs iegūts 2018. gada 23. maijā no: quimica.laguia2000.com