AlCl4- Struttura di Lewis, Geometria: 9 fatti che dovresti sapere.

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In questo articolo vedremo la struttura di alcl4-lewis e alcuni fatti importanti al riguardo.

La struttura di Lewis o la struttura del punto di Lewis è una semplice rappresentazione della struttura elettronica di una molecola che fornisce informazioni sul numero di legami formati, sul numero di coppie di legami richieste per soddisfare la regola dell'ottetto e sulle coppie solitarie disponibili. Questo metodo di disegno di una molecola aiuta nella rappresentazione semplice di una molecola consentendo di indovinarne la struttura o la forma.

 Un atomo tende sempre a disporre 8 elettroni attorno a sé per acquisire una configurazione di gas stabile o nobile con alcune eccezioni come quando una molecola è carente di elettroni; quando ha un numero dispari di elettroni; o molecole che hanno elettroni extra nei loro gusci di valenza. Ad esempio, BH3,SF6,NO ecc.

Metodi per disegnare a Struttura di Lewis : 

  • Per prima cosa conta il numero totale di elettroni del guscio di valenza disponibili per ciascun atomo.
  • Scegli l'atomo meno elettronegativo come atomo centrale e disegna gli atomi rimanenti attorno all'atomo centrale e inizia formando un legame covalente (un legame richiede due elettroni). Un atomo cercherà sempre di soddisfare il suo ottetto o di espandere il suo ottetto se necessario. 
  • Gli elettroni rimanenti che non formano legame covalente rimarranno come una coppia solitaria di elettroni.

Nota: gli elementi che hanno gusci di valenza espansi come elementi 3d, possono superare la regola dell'ottetto come SF6 , P.F5  o elementi con meno elettroni di valenza possono avere un ottetto incompleto come H2 .

alcl4- struttura lewis
AlCl4- Struttura di Lewis da wikipedia

Struttura di Lewis di AlCl4- :

L'alluminio appartiene al 13° gruppo e al 3° periodo. Ha 3 elettroni di valenza, con un guscio 3d vuoto che può espandere il suo ottetto se necessario (ma non a causa dell'impedimento sterico). Ha 4 atomi di Cl con elettronegatività 3.16 e Al con elettronegatività 1.61, quindi scegli Al come centrale atomo. Ha un totale di 32 elettroni di valenza da 4 atomi di Cl, 1 atomo di Al e un negativo carica. Disegno un legame covalente tra ciascun atomo con l'atomo centrale per soddisfare l'ottetto. In tal modo, otteniamo 12 coppie solitarie di elettroni, 3 ciascuno sugli atomi circostanti. L'ottetto di ogni atomo viene riempito in tal modo non violando la regola dell'ottetto.

alcl4

Accusa formale di AlCl4- :

Fornisce informazioni sull'ipotetica carica acquisita da un atomo in una molecola se le coppie di elettroni fossero condivise equamente tra gli atomi per riempire completamente la sua valenza.

In generale, l'addebito formale può essere calcolato matematicamente con la formula:

Carica formale = (Numero di elettroni di valenza in un atomo libero dell'elemento) – (Numero di elettroni non condivisi sull'atomo) – (Numero di legami con l'atomo)

Inoltre Carica sulla molecola = somma di tutte le cariche formali.

Carica formale dell'atomo di Al = 3-0-4 = -1

Carica formale dell'atomo di Cl = 7-6-1= 0

Poiché tutti gli atomi di cloro sono equivalenti, quindi assegniamo 0 carica formale a tutti gli atomi di Cl (il che significa che sono neutri)    

alcl4

Struttura di risonanza di AlCl4- :

L'alluminio ha una configurazione del guscio di valenza 3s2 3p1 . In genere mostra una covalenza di 3 che agisce come un acido di Lewis ma può ospitare elettroni extra nel suo orbitale 3d vuoto e due subshell 3p estendendo così la sua covalenza a 8. Tuttavia, Al ha dimensioni ridotte che causano un ostacolo sterico con maggiore covalenza.

Pertanto, si attiene alla sua covalenza minima di 3 e se un elettrone in più viene fornito da un donatore, può estendere la sua covalenza fino a 6. Nel nostro caso di tetracloroalluminato, estende la sua covalenza a 4. Pertanto, non ne forma doppi o tripli legami per impedimento sterico. Tutte le 4 strutture di risonanza sono equivalenti, come mostrato di seguito:

  Questa forma è l'orientamento più stabile di AlCl4- . La `freccia' è il legame coordinata/dativo.

  Nota: i legami dativi o coordinati si formano condividendo due elettroni in modo covalente da un atomo all'atomo vicino più vicino. 

alcl4

AlCl4-  elettroni di valenza, coppie di legami e coppie solitarie di elettroni:

Ha un totale di 32 elettroni di valenza. 

Ha 4 coppie di legami (che qui è formato da un singolo legame covalente) e 12 coppie solitarie totali di elettroni (che non hanno partecipato alla formazione del legame). 

Nota: nel vero senso della chimica, esiste una formazione di legami coordinati tra AlCl3 e Cl- ( coppie di elettroni completamente condivise dallo ione cloruro, un tipo di legame covalente).

Ibridazione, forma e angolo di AlCl4- :

C'è una semplice regola o equazione da seguire per scoprire l'ibridazione delle molecole molto velocemente. 

Ibridazione di una molecola = ( Elettroni di valenza dell'atomo centrale + Numero di atomi monovalenti attaccati all'atomo centrale + Carica negativa sulla molecola – Carica positiva sulla molecola )/2

Ecco, AlCl4- ibridazione = (3+4+1)/2 = 4 cioè sp3

È una struttura tetraedrica e non quadrata come planare metalli alcalino terrosi non esibiscono necessariamente la formazione di complessi planari quadrati poiché non contribuiscono al valore complessivo di CFSE.

Ha sp3 ibridazione con geometria tetraedrica e angolo di legame di 109'5" . Ha 4 legami singoli con lunghezza del legame di Al-Cl intorno a 2.06-2.08 armstrong.

alcl4
molecolaTetracloroalluminato, AlCl4-
TipologiaIone poliatomico
Ibridazionesp3
FormaTetraedrico
Angolo di legame109'5 "
Legame e coppie solitarie4, 12

è AlCl4-  stabile? 

Sì, AlCl4-   lo ione risulta stabile. Ha un'elevata stabilità termica, un'elevata conduttività e un basso punto di fusione che lo rendono una scelta eccellente per ulteriori studi e indagini. Ha il suo ottetto completo che lo rende un composto stabile.

Nota : Formazione di AlCl4- – Come AlCl3 ha un orbitale p vuoto che può accettare un altro elettrone per completare il suo ottetto, reagisce facilmente con uno ione cloruro per formare una molecola ionica più stabile. Sono anche osservati come specie intermedie durante molte reazioni organiche come l'alchilazione, l'acilazione di Friedel Crafts ecc.

è AlCl4-  ionico o covalente?

Il tetracloroalluminato è una molecola covalente. È un anione poliatomico dove uno ione cloruro condivide due elettroni mediante un legame covalentemente coordinato con AlCl3(covalente) . 

Nota: un anione poliatomico con un catione metallico produce un composto ionico.

Usi di AlCl4- :

  1. Grazie alla sua stabilità termica, basso punto di fusione e bassa pressione di vapore, è ampiamente utilizzato come elettrolita ionico per reazioni redox e reazioni chimiche.
  2. Viene utilizzato nell'estrazione con solvente, nella reazione di catalisi organica, nelle batterie Al dual-ion.
  3.  Sono usati nelle batterie

Conclusione :

AlCl4- o tetracloroalluminato è una sp3 molecola poliatomica ibridata con geometria tetraedrica contenente 4 coppie di legami e 12 coppie solitarie ampiamente utilizzata per scopi commerciali e industriali.

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