Формула за формално натоварване, как се изчислява и примери



на официално обвинение (CF) е това, което се приписва на атом на молекула или йон, което позволява да се обяснят неговите структури и химични свойства като функция от него. Тази концепция предполага разглеждане на максималния характер на ковалентността в връзката А-В; това означава, че двойката електрони се разпределя поравно между А и В.

За да разберем горното в долното изображение, два атома са показани свързани: единият, обозначен с буквата А, а другият - с буквата Б. Както може да се види, в пресечната точка на кръговете се образува връзка с двойката ":". В тази хетероядрена молекула, ако А и В имат еднакви електронегативности, двойката ":" остава на еднакво разстояние от двете А и В.

Обаче, тъй като два различни атома не могат да имат идентични свойства, двойката ":" е привлечена от тази, която е по-електроотрицателна. В този случай, ако А е по-електроотрицателно от В, то двойката ":" е по-близо до А, отколкото до Б. Обратното се случва, когато В е по-електроотрицателно от А, приближавайки се сега ":" а В.

След това, за да присвоим формалните такси към А и В, е необходимо да разгледаме първия случай (този над изображението). Ако чисто ковалентната връзка А-В беше счупена, щеше да се получи хомолитична разбивка, която ще генерира свободните радикали A · и · B.

индекс

  • 1 Качествени ползи от използването на официални товари
  • 2 Формула и как да се изчисли
    • 2.1 Вариации на изчислението според структурата
  • 3 Примери за формални изчисления на таксите
    • 3.1 BF4- (тетрафлуороборат-йон)
    • 3.2 BeH2 (берилиев хидрид)
    • 3.3 CO (въглероден оксид)
    • 3.4 NH4 + (амониев йон), NH3 и NH2- (амиден йон)
  • 4 Препратки

Качествени ползи от използването на официални товари

Електроните не са фиксирани, както в предишния пример, но те се движат и се губят от атомите на молекулата или йона. Ако тя е двуатомна молекула, е известно, че двойката ":" трябва да бъде споделена или скитаща между двата атома; същото се случва в молекула от тип А-В-С, но с по-голяма сложност.

Обаче, чрез изучаване на атом и приемане на сто процента ковалентност в неговите връзки, е по-лесно да се установи дали той печели или губи електрони в съединението. За да определите тази печалба или загуба, трябва да сравните базовата линия или свободния си статус с вашата електронна среда.

По този начин е възможно да се определи положителен заряд (+), ако атомът загуби електрона, или отрицателен заряд (-), когато, напротив, той придобие електрон (знаците трябва да бъдат записани в кръг).

Така, въпреки че електроните не могат да бъдат разположени точно, тези формални заряди (+) и (-) в структурите в повечето случаи съответстват на очакваните химични свойства.

Тоест, формалният заряд на атома е тясно свързан с молекулярната геометрия на неговата среда и неговата реактивност в съединението.

Формула и как да я изчислим

Предвидени ли са официални обвинения произволно? Отговорът е не. За тази цел, печалбата или загубата на електрони трябва да се изчислява, като се приемат чисто ковалентни връзки, и това се постига чрез следната формула:

CF = (номер на атомната група) - (брой връзки, които тя формира) - (броят на електроните, които не са споделени)

Ако атомът има CF с стойност +1, то се присвоява положителен заряд (+); като има предвид, че ако имате CF с стойност от -1, тогава ви се възлага отрицателен заряд (-).

За правилно изчисляване на CF трябва да се следват следните стъпки:

- Намерете в коя група се намира атомът в периодичната таблица.

- Пребройте броя на връзките, които създавате със съседите си: двойните връзки (=) са на стойност два, а тройните връзки - на три (≡).

- И накрая, пребройте броя на неразпределените електрони, които лесно могат да се наблюдават със структурите на Луис.

Вариации на изчислението според структурата

Като се има предвид линейната молекула A-B-C-D, формалните такси за всеки атом могат да варират, ако структурата, например, сега е записана като: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B и др. Това е така, защото има атоми, които, като споделят повече електрони (образувайки повече връзки), придобиват положителен или отрицателен CF.

И така, коя от трите възможни молекулни структури съответства на съединение ABCD? Отговорът е: този, който обикновено има най-ниски стойности на CF; също така този, който присвоява отрицателните заряди (-) на най-електроотрицателните атоми.

Ако С и D са по-електроотрицателни от А и В, тогава чрез споделяне на повече електрони те придобиват положителни формални заряди (видени от мнемонично правило).

По този начин, най-стабилната структура, и най-облагодетелствана с енергия, е C-A-B-D, тъй като в този случай и С и В образуват само една връзка. От друга страна, структурата А-В-С-D и онези, които имат С или В образуват две връзки (-С- или -D-), са по-нестабилни..

Коя от всички структури е най-нестабилна? A-C-D-B, защото не само C и D образуват две връзки, но и техните отрицателни формални такси (-) са съседни един на друг, което допълнително дестабилизира структурата.

Примери за формални изчисления на таксите

BF4- (тетрафлуороборат-йон)

Боровият атом е заобиколен от четири флуорни атома. Като се има предвид, че B принадлежи към група IIIA (13), липсват споделени електрони и образуват четири ковалентни връзки, нейният CF е (3-4-0 = -1). За разлика от F, елемент от група VIIA (17), неговият CF е (7-6-1 = 0).

За да определите заряда на йона или молекулата, достатъчно е да добавите отделните CFs на атомите, които го съставят: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

Въпреки това, CF за B няма истинско значение; това означава, че най-високата електронна плътност не се намира на това. Всъщност, тази електронна плътност се разпределя към четирите атома на F, много по-електроотрицателен елемент от B.

БЕХ2 (Берилиев хидрид)

Берилиевият атом принадлежи към група IIA (2), образува две връзки и липсва, отново, не споделени електрони. По този начин, CFs за Be и H са:

CFбъда= 2-2-0 = 0

CFН= 1-1-0 = 0

Заредете BeH2= 1 (0) + 2 (0) = 0

СО (въглероден оксид)

Нейната структура на Луис може да бъде представена като: C≡O: (въпреки че има други резонансни структури). Повтаряйки изчислението на CF, този път за C (от групата по ДДС) и за O (от групата VIA), имаме:

CFC= 4-3-2 = -1

CFО= 6-3-2 = +1

Това е пример, при който формалните такси не съответстват на естеството на елементите. О е по-електроотрицателен от С и следователно не трябва да носи положителен резултат.

Другите структури (C = O и. \ T (+)C-O(-)), въпреки че отговарят на съгласуваното разпределение на таксите, те не отговарят на правилото за октет (C има по-малко от осем валентни електрона).

NH4+ (йон амоний), NH3 и NH2- (амиден йон)

докато повече електрони споделят N, по-положително е неговият CF (до амониевия йон, тъй като няма налична енергия за образуване на пет връзки).

Прилагайки също така изчисленията за N в амониевия йон, амоняка и амидуроновия йон, ние имаме:

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

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

И накрая:

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

Тоест в NH2- N има четири електрона, които не са споделени, и споделя всички, когато образува NH4+. CF за H е равно на 0 и следователно тяхното изчисление се запазва.

препратки

  1. Джеймс. (2018). Ключово умение: Как да изчислим официалното възнаграждение. Възстановен на 23 май 2018 г. от: masterorganicchemistry.com
  2. Д-р Иън Хънт. Химически факултет на Университета в Калгари. Официални такси. Възстановен на 23 май 2018 г. от: chem.ucalgary.ca
  3. Официални такси. [PDF]. Възстановен на 23 май 2018 г. от: chem.ucla.edu
  4. Джеф Д. Кронк. Официална такса. Възстановен на 23 май 2018 г. от: guweb2.gonzaga.edu
  5. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Learning, стр. 268-270.
  6. Shiver & Atkins. (2008 г.). Неорганична химия (Четвърто издание., Страница 38). Mc Graw Hill.
  7. Моника Гонсалес (10 август 2010 г.). Официално зареждане. Възстановен на 23 май 2018 г. от: quimica.laguia2000.com