Ca3N2 Lewis Struttura e caratteristiche: 17 fatti completi

Nitruro di calcio o Ca₃N₂ è una molecola solida inorganica avente un peso molecolare di 142.248 g/mol. Parliamo di ca₃N₂ in dettaglio in questo articolo con una spiegazione.

Tre atomi di Ca soddisfano la valenza di due atomi di N e viceversa. Qui la bivalenza di Ca e la trivalenza di N sono pienamente soddisfatte dall'opportuno numero di legami. L'atomo centrale N è sp² ibridato qui insieme a doppio legame e coppie solitarie e ogni atomo di N è collegato rispettivamente con due atomi di Ca.

La geometria della molecola è trigonale planare per entrambi gli atomi N separatamente. Anche l'angolo di legame per entrambi gli atomi N è lo stesso perché anche il loro ambiente è lo stesso. Nella sezione seguente, spieghiamo la struttura di Lewis, l'ibridazione e la polarità di Ca₃N₂ con adeguata spiegazione.

1. Come disegnare il Ca₃N₂ struttura lewis?

Quando proviamo a scoprire alcune proprietà importanti di un composto, è il modo migliore per disegnare la sua struttura lewis. Disegniamo il Ca₃N₂ la struttura di lewis nella parte successiva.

Contando gli elettroni di valenza

Gli elettroni di valenza totali dovrebbero essere contati per primi quando disegniamo una struttura lewis. È il numero della somma degli atomi costituenti. Gli elettroni di valenza di Ca₃N₂ sono 16, dove ogni N contribuisce con 5 elettroni e 2 elettroni per ogni Ca. Perché quel numero di elettroni è disponibile nel guscio di valenza.

Scegliere l'atomo centrale

Nel 2^nd passo, dovremmo selezionare un atomo come atomo centrale, perché per quanto riguarda l'atomo centrale tutti gli atomi circostanti sono collegati tramite legami. Ora in base alle dimensioni e all'elettronegatività N viene scelto come atomo centrale qui. Entrambi N hanno la stessa parte quindi entrambi sono atomi centrali.

Soddisfacente l'ottetto

Ora dovremmo collegare ogni atomo attraverso i legami soddisfacendo l'ottetto di ogni atomo. Secondo l'ottetto, dovremmo provare a completare il guscio di valenza di ciascun atomo rispettivamente di due elettroni e otto elettroni. Quindi, secondo l'ottetto, gli elettroni totali necessari sono [(2*3) + (8*2)] = 22, quelli sono accumulati dai legami.

Soddisfare la valenza

Ogni atomo ha un numero specifico di valenze sulla disponibilità degli elettroni nel guscio di valenza. La valenza stabile di Ca e N sono rispettivamente 2 e 3. Dopo aver completato l'ottetto di [(22-16) = 6/2] = 3 legami tra cinque atomi, quelle valenze sono soddisfatte da entrambi gli atomi.

2. Ca₃N₂ elettroni di valenza

Questi elettroni sono indicati come elettroni di valenza che sono presenti nell'orbitale più esterno dei rispettivi atomi. Contiamo gli elettroni di valenza per Ca₃N₂.

Il numero totale di elettroni di valenza di Ca₃N₂ è stato calcolato a 16. Quegli elettroni sono la somma degli elettroni di valenza di tre atomi di Ca e due atomi di N, quindi gli elettroni di valenza di una molecola saranno la somma degli elettroni di valenza degli atomi costituenti.

Conta gli elettroni di valenza totali per Ca₃N₂ come sotto

• L'elettrone di valenza per l'atomo di Ca è 2
• Gli elettroni di valenza per N sono 5
• Gli elettroni di valenza totali per Ca₃N₂ sono (2*3) + (5*2) = 16

3. Ca₃N₂ lewis struttura coppie solitarie

Le coppie solitarie sono anche gli elettroni di valenza ma non sono coinvolti nella formazione del legame, esistono come non legati. Scopriamo le coppie solitarie di Ca₃N₂.

Coppia solitaria totale per il Ca₃N₂ sono 4. N ha più elettroni di valenza inclusi gli elettroni non legati. Ha due elettroni non legati dopo la formazione del numero adeguato di legami. Ma nel caso di Ca, tutti gli elettroni di valenza sono coinvolti nella formazione del legame, quindi manca di coppie solitarie.

• Ora controlliamo gli elettroni di valenza per Ca₃N₂ in dettaglio dalla formula, coppie solitarie = elettroni di valenza - elettrone legato.
• Le coppie solitarie sull'atomo di Ca sono 2-2 = 0
• Le coppie solitarie sull'atomo N sono 5-3 = 2
• Quindi, il numero totale di coppie solitarie del Ca₃N₂ la molecola sarà 2*2 = 4 (poiché sono presenti due atomi di N).

4. Ca₃N₂ regola dell'ottetto della struttura di lewis

L'ottetto è il completamento dell'orbitale di valenza accettando un numero adeguato di elettroni o condividendo elettroni. Parliamo del Ca₃N₂ ottetto in dettaglio.

L'ottetto di Ca₃N₂ si completa soddisfacendo la loro valenza separatamente. La configurazione elettronica di Ca e N è [Ar]4s² e [Lui]3s²3p³. Quindi, l'orbitale di valenza di Ca è già pieno e quando dona due elettroni la sua configurazione è la stessa di un gas nobile e la sua valenza stabile sarà due.

Anche in questo caso, quando N accetta tre elettroni, può completare il suo orbitale di valenza p di sei elettroni e ha già due elettroni nel suo orbitale s, quindi N completa l'ottetto tramite otto elettroni. La valenza stabile di N è tre che possono essere soddisfatte anche dalla donazione di elettroni dall'orbitale p.

5. Ca₃N₂ forma della struttura lewis

La forma molecolare è la forma particolare che è organizzata dagli atomi costituenti di quella molecola mediante un corretto orientamento. Prevediamo la forma di Ca₃N₂.

La forma della struttura lewis del Ca₃N₂ è piegato attorno a ciascun atomo di N che può essere confermato dalla tabella seguente.

Dal diagramma di cui sopra, è chiaro che Ca₃N₂ è un'AX₂Di tipo E di molecola e secondo la teoria VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion), è dimostrato che qualsiasi AX₂La molecola di tipo E adotta una forma piegata anziché una geometria planare trigonale. Perché la forma non può prevedere comprese le coppie solitarie.

6. Ca₃N₂ angolo della struttura di lewis

Un angolo di legame è quell'angolo perfetto che forma gli atomi costituenti di una molecola per un corretto orientamento. Scopriamo l'angolo di legame di Ca₃N₂.

Il valore dell'angolo di legame del Ca₃N₂ è di circa 104 anni⁰. È abbastanza simile all'angolo di legame con l'acqua perché entrambi hanno la stessa forma. L'angolo di legame ideale per il piano trigonale sarà 120⁰ ma quando la molecola cambia la sua geometria per piegarsi, la molecola sarà contratta e l'angolo di legame sarà diminuito.

• L'angolo di legame è ora previsto dal valore di ibridazione dell'atomo centrale.
• La formula dell'angolo di legame secondo la regola di Bent è COSθ = s/(s-1).
• L'atomo centrale N è sp² ibridato, quindi il carattere s qui è 1/3^rd
• Quindi, l'angolo di legame è, COSθ = {(1/3)} / {(1/3)-1} =-( ½)
• Θ = COS^-1(-1/2) = 120⁰
• Ma qui la forma della molecola ha deviato, quindi anche l'angolo di legame è cambiato da 120⁰ a 104⁰.

7. Ca₃N₂ carica formale della struttura di lewis

La carica formale è un concetto che predice la carica presente all'interno della molecola assumendo la stessa elettronegatività. Calcoliamo l'addebito formale di Ca₃N₂.

L'accusa formale del Ca₃N₂ è zero perché è una molecola neutra. La carica di tre atomi di ca è completamente neutralizzata dalla carica di due atomi di N. L'entità del cambiamento di N è maggiore del Ca. anche per soddisfazione della valenza di due atomi neutralizzati a vicenda dalla carica.

• L'accusa formale del Ca₃N₂ può essere calcolato con la formula FC = N_v - N_lp -1/2 n_bp
• La carica formale accumulata da ciascun atomo di Ca, 2-0-(4/2) = 0
• La carica formale accumulata da ciascun atomo N, 5-2-(6/2) = 0
• Quindi, la carica formale complessiva dei tre atomi di Ca e dei due N atomi è 0*2 + 0*3 = 0

8. Ca₃N₂ risonanza della struttura di lewis

La delocalizzazione della nuvola di elettroni da parte di diverse forme scheletriche delle molecole è nota come risonanza. Esploriamo la risonanza di Ca₃N₂.

Ci sono due doppi legami e coppie solitarie presenti all'interno della molecola, quindi mostra diverse strutture risonanti tramite la delocalizzazione delle nubi di elettroni π. C'è la densità elettronica in eccesso presente sull'atomo N come coppie solitarie e può subire risonanza con i doppi legami consecutivi.

I tre precedenti sono le diverse forme scheletriche del Ca₃N₂. Tra le tre strutture I è la struttura che contribuisce di più perché ha più stabilità. La struttura I contiene più legami covalenti dopo che la struttura II è la 2a struttura contributiva perché ha un numero inferiore di legami covalenti.

9. Ca₃N₂ ibridazione

Gli orbitali atomici di energia diversa non possono creare un legame, quindi subiscono l'ibridazione per formare un orbitale ibrido equivalente. Impariamo a conoscere l'ibridazione di Ca₃N₂.

L'ibridazione di N centrale in Ca₃N₂ è sp² che si può prevedere dalla tabella seguente.

• Possiamo calcolare l'ibridazione con la formula della convenzione, H = 0.5(V+M-C+A),
• Quindi, l'ibridazione di N centrale è, ½(5+1+0+0) = 3 (sp²)
• Un orbitale s e due orbitali p di N sono coinvolti nell'ibridazione.
• Anche le coppie solitarie di N sono incluse nell'ibridazione.

10. È ca₃N₂ solido?

La definizione di molecola solida è che a temperatura ambiente l'energia del reticolo è molto alta e gli atomi sono ravvicinati. Vediamo se il ca₃N₂ è solido o no.

Ca₃N₂ è strettamente imballato nello stato fisico ed esiste come una forma solida. Poiché sono presenti due doppi legami all'interno della molecola, le interazioni di legame sono molto forti qui e tutti gli atomi sono strettamente presenti. Ogni atomo è presente vicino a un altro. Ci sarà anche una forte interazione covalente presente.

Ca₃N₂ è solido perché l'interazione di van der Waal tra atomi sostituenti è molto alta per questo motivo tutti gli atomi sono presenti in stretta vicinanza l'uno all'altro a temperatura ambiente.

11. È ca₃N₂ solubile in acqua?

 La solubilità in acqua dipende dalla natura del legame della molecola e anche dalla temperatura applicata. Vediamo se il ca₃N₂ è solubile in acqua o meno.

Ca₃N₂ è solubile perché si dissocia facilmente in acqua e rompe il suo legame. La natura della polarità è anche responsabile della solubilità. Inoltre, è presente meno parte della parte idrofobica che aumenta acqua solubilità.

Anche acqua e ca₃N₂ entrambi sono polari, quindi Ca₃N₂ solubile in acqua (come dissolvere come).

12. È ca₃N₂ polare o non polare?

La polarità di una molecola dipende dalla presenza di un momento di dipolo permanente, indica la direzione del momento di dipolo. Vediamo se il ca₃N₂ è polare o no.

Ca₃N₂ è polare e ha un momento di dipolo permanente presente tra Ca e N. Ca è elettropositivo, quindi il momento di dipolo scorre da se stesso al sito N elettronegativo. La differenza di elettronegatività tra due atomi è maggiore di 0.4 D, quindi esisterà un momento di dipolo.

Perché e come Ca₃N₂ is polare?

Ca₃N₂ è polare perché la struttura asimmetrica della molecola è il motivo principale. La forma della molecola è piegata in modo tale che quando il momento dipolo scorre da Ca elettropositivo a N elettronegativo, non può essere annullato dalla stessa quantità di momento dipolo perché la direzione non è opposta.

13. È ca₃N₂ un composto molecolare?

La sostanza è chiamata composta quando due o più atomi creano un legame perfetto soddisfacendo la valenza degli atomi. Controlliamo se Ca3N2 è un composto molecolare o meno.

Ca₃N₂ è un composto molecolare perché tutta la valenza degli atomi sostituenti è qui pienamente soddisfatta. La valenza stabile di Ca è due e per N la valenza stabile è 3. Qui la proporzione dell'atomo è 3: 2 per Ca e N a causa della soddisfazione della loro valenza

14. È ca₃N₂ acido o base?

Secondo la teoria di Arrhenius se una molecola rilascia H⁺ o OH^- in una soluzione acquosa allora si chiamerà acido o base. Vediamo se il ca₃N₂ è acido o base.

Ca₃N₂ né essere acido né essere base secondo la teoria di Arrhenius perché nella soluzione acquosa, Ca₃N₂ non può rilasciare H⁺ o OH^- perché quegli ioni sono assenti nelle molecole. Ma può essere classificato come acido di Lewis perché può donare densità elettronica verso il centro povero di elettroni e agisce come acido di Lewis.

Perché e come Ca₃N₂ agire come lewis acido?

Ca₃N₂ can agisce come Lewis Acid perché ogni N ha una coppia solitaria e quella coppia solitaria può essere donata perché non sono più presenti nell'orbitale s di N ma sono presenti in uno degli orbitali ibridi. Un orbitale ibrido ha meno elettronegatività di un orbitale s puro, quindi la donazione è avvenuta facilmente.

15. È ca₃N₂ elettrolita?

Su elettrolisi di una molecola in soluzione e si rompono in ioni e quegli ioni trasportano la carica attraverso la soluzione. Verifichiamo se Ca₃N₂ è un elettrolita o no.

Ca₃N₂ si comporta come un elettrolita on elettrolisi di Ca₃N₂ si è verificato quindi la molecola si rompe in due diversi ioni, uno è Ca²⁺ e l'altro N^-. come²⁺ gli ioni si depositano nell'anodo mentre N^- si deposita nel catodo. Quindi quegli ioni rendono la soluzione carica perché sono particelle cariche.

Perché e come Ca₃N₂ è un forte elettrolito?

Ca₃N₂ si comporta come un elettrolita forte perché sull'elettrolisi Ca²⁺ si forma come il catione. La densità di carica di Ca²⁺ è molto alto e anche la sua mobilità è molto veloce quindi può trasportare l'elettricità attraverso la soluzione in un modo molto più veloce, sempre N^- è un anione più forte a causa della maggiore elettronegatività.

16. È ca₃N₂ sale?

Il sale è formato da un catione diverso da H⁺ e anione diverso da OH^- e c'è un'interazione ionica avvenuta tra di loro. Vediamo se Ca₃N₂ è un sale o no.

Ca₃N₂ può essere pensato come sale perché è formato da Ca²⁺ e N^- che sono diversi da H⁺ e OH^- ioni. Inoltre, si è verificata una sorta di interazione ionica tra due forti cariche positive e negative. Inoltre, il sale trasporta elettricità durante l'elettrolisi, essendo un elettrolita può trasportare elettricità.

17. È ca₃N₂ ionico o covalente?

Ogni molecola covalente ha una qualche % di carattere ionico o viceversa: la regola di polarizzabilità di Fajan. Vediamo se il ca₃N₂ è ionico o covalente.

Ca₃N₂ è una molecola covalente che è formato dall'ibridazione dell'atomo N centrale, che è sp². Una molecola covalente mostra sempre ibridazione. Ma c'è una sorta di interazione ionica presente tra Ca²⁺ e N^-, quindi ha una certa % di carattere ionico.

Ca₃N₂ è ionico perché il Ca²⁺ ha un potenziale di carica più elevato e può polarizzare l'anione. Anche in questo caso, la dimensione del N^- lo ione è più grande a causa dell'elettrone in più, quindi ha una maggiore polarizzabilità e può essere polarizzato dal catione e mostrare un carattere ionico.

Conclusione

Ca₃N₂ è una molecola ionica quindi può agire come sale. È anche un forte elettrolita. Le coppie solitarie di N possono essere donate a qualsiasi centro di reazione per partecipare a varie reazioni chimiche e rendere la molecola reattiva. Ma la presenza di un doppio legame rende stabile anche la molecola.

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Biswarup Chandra Dey

Ciao……Sono Biswarup Chandra Dey, ho completato il mio Master in Chimica presso l'Università Centrale del Punjab. La mia area di specializzazione è la Chimica Inorganica. La chimica non è solo leggere riga per riga e memorizzare, è un concetto da comprendere in modo semplice e qui condivido con voi il concetto di chimica che imparo perché vale la pena condividere la conoscenza.