Il diclorometano, chiamato principalmente cloruro di metilene, è un solvente organico polare che viene utilizzato principalmente in vari tipi di ricerca chimica e anche per scopi di produzione. È un liquido altamente volatile. La massa molare del DCM è 84.93 g/mol. Punto di fusione e punto di ebollizione del CH2Cl2 sono rispettivamente -96.7 e 39.6 gradi Celsius.
Il diclorometano (CH2Cl2) presenta una geometria molecolare tetraedrica con il carbonio (C) al centro. Il carbonio, avendo 4 elettroni di valenza, forma due legami singoli con gli atomi di idrogeno (H) e due con gli atomi di cloro (Cl). Ogni H contribuisce con 1 elettrone e ogni Cl contribuisce con 7, per un totale di 8 elettroni di legame. La molecola è polare a causa della differenza di elettronegatività (C: 2.55, H: 2.20, Cl: 3.16) e della disposizione asimmetrica degli atomi di Cl. I suoi angoli di legame sono circa 109.5°, caratteristici delle strutture tetraedriche. Questa disposizione influenza le sue proprietà fisiche e chimiche.
In questo articolo vengono discussi brevemente la struttura di Lewis di CH2Cl2 e altri fatti dettagliati.
CH2Cl2 Geometria molecolare della struttura di lewis
La geometria molecolare di qualsiasi molecola può essere determinata utilizzando la teoria VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion). L'agenda principale per determinare la struttura di qualsiasi composto utilizzando questa teoria VSEPR che gli atomi o sostituenti attorno all'atomo centrale adotteranno una disposizione tale la repulsione tra gli elettroni del guscio di valenza sarà minima.
Analizzando la teoria VSEPR si può concludere che CH2Cl2 possiede una geometria molecolare tetraedrica (struttura simile al metano) poiché l'atomo di carbonio (atomo centrale) ha due diversi tipi di atomi (due idrogeno e due cloro) attorno ad esso.
CH2Cl2 elettroni di valenza della struttura di Lewis
Dal Struttura di Lewis possiamo facilmente decidere il numero di legami, coppie solitarie su ciascun atomo ed essere sicuri se ciascuno degli atomi soddisfa o meno la rispettiva regola dell'ottava.
Gli elettroni del guscio di valenza di ogni atomo dovrebbero essere calcolati prima per determinare il Struttura del punto di Lewis di qualsiasi molecola.
Il carbonio ha sei elettroni. Tra questi 6 elettroni ci sono 2 elettroni nel suo orbitale 1s e 2 elettroni nel suo orbitale 2s e il resto dei due elettroni nel suo orbitale 2p.
Il numero totale degli elettroni del suo guscio di valenza del carbonio è 4. Quindi il carbonio ha bisogno di altri quattro elettroni per raggiungere il suo ottetto (per avere otto elettroni nel suo guscio di valenza che è il guscio più esterno).
L'idrogeno ha numero atomico 1, quindi ogni H ha 1 elettrone nel suo orbitale 1s e ne ha bisogno 1 in più per ottenere duple (per avere 2 elettroni nel suo guscio di valenza) poiché l'orbitale 1s può avere solo due elettroni.
Il numero atomico di cloro è 17. 1s orbitale contiene 2, 2s orbitale 2 e 2p contiene 6 elettroni. Il resto dei sette elettroni riempirà rispettivamente gli orbitali 3s e 3p. Quindi l'orbitale 3s avrà due e l'oritale 3p avrà gli ultimi 5 elettroni.
Il numero totale di elettroni del guscio di valenza è 7 nel cloro, quindi ha bisogno di 1 elettrone in più per soddisfare il suo ottetto.
CH2Cl2-struttura lewis
In questo CH2Cl2 la molecola di carbonio è l'atomo centrale (ha la più alta capacità di legame ed è il più corto dell'ottetto). Il carbonio ha bisogno di 4 elettroni in più per completare il suo ottetto.
Due atomi di idrogeno e due di cloro condividono quei 4 elettroni con il carbonio per ottenere l'ottetto.
L'idrogeno ha 1 elettrone nel suo orbitale 1s e come orbitale
può ospitare solo due elettroni. Quindi idrogeno
può soddisfare solo duplet (avendo due elettroni nel suo guscio di valenza) piuttosto che ottetto.
Carbonio forma legame sigma ( legame singolo) con due atomi di idrogeno e cloro come mostrato nella struttura di Lewis.
Non c'è nessun altro diverso accettabile struttura legislativa per CH2Cl2. Spostare gli atomi di cloro non produce una nuova struttura. Questo perché la molecola è in realtà di forma tetraedrica e non piatta come viene classicamente disegnata Struttura di Lewis.
CH2Cl2 segue la regola dell'ottetto
La regola dell'ottetto afferma che un elemento è circondato da otto elettrob al suo interno Struttura di Lewis.
Analizzando il Struttura di Lewis di CH2Cl2 è chiaro che non viola la regola dell'ottetto.
CH2Cl2 lewis struttura coppie solitarie
Il diclorometano ha un carbonio due atomi di idrogeno e due atomi di cloro. Nel struttura legislativa di CH2Cl2, l'atomo di carbonio è l'atomo centrale in quanto ha il valore più alto (quattro) rispetto agli atomi di idrogeno e cloro. Entrambi gli atomi di cloro hanno tre coppie solitarie in ciascuno e l'atomo di carbonio o idrogeno non ha coppie solitarie.
CH2Cl2 elettroni di valenza della struttura di Lewis
Calcoliamo gli elettroni nel guscio di valenza (elettroni di valenza) su ciascun atomo (due cloro, due idrogeno e un carbonio).
Gli elettroni di valenza nell'atomo di carbonio sono quattro (2s2 2p2).
Gli elettroni di valenza in ciascuno degli atomi di idrogeno sono uno ( 1s1).
Gli elettroni di valenza in ciascuno degli atomi di cloro sono sette (3s2 3p5).
Quindi gli elettroni di valenza totali in CH2Cl2 molecola sono –
= 4 + (2 × 1) + ( 7 × 2)
= 20
Carica formale della struttura di lewis CH2Cl2
Carica formale di qualsiasi atomo in qualsiasi molecola può essere calcolato con la formula menzionata di seguito.
FC = V- N- (B/2)
FC= Carica formale N= Numero di elettroni di valenza non leganti
V= Numero di elettroni di valenza
B= Numero totale di elettroni legati.
Accusa formale su Carbon
FC= 4-0-(8/2) [V=4 , N=0, B=8]
=(4-4) = 0
Accusa formale sul cloro
FC= 7-6-(2/2) [V=7, N=6, B=2]
=(7-6-1) =0
Accusa formale sull'idrogeno
FC= 1-0-(2/2) [V=1, N=0, B=2]
=(1-1) =0
Per saperne di più segui Esempi di tripli legami: approfondimenti e fatti dettagliati
Ibridazione CH2Cl2
L'ibridazione è principalmente definita come la miscelazione di orbitali che hanno energie, simmetrie e forme comparabili. Questo fenomeno è in realtà adatto per accoppiare gli elettroni e formare legami chimici (sigma, pi).
Quando due molecole partecipano formazione del legame la sovrapposizione degli orbitali avviene a causa della condivisione di elettroni. Questi orbitali sovrapposti sono indicati come orbitali ibridi.
Esistono diversi tipi di ibridazione a causa del diverso tipo di sovrapposizione orbitale.
Diamo un'occhiata alla configurazione elettronica dello stato fondamentale di ciascun atomo nella molecola di CH2Cl2.
Carbonio (C): 1s2 2s2 2px1 2py1
Idrogeno (H): 1 s1
Cloro (Cl): 1s2 2s2 2p6 3s2 3px2 3py2 3pz1
Nello stato eccitato il carbonio ha uno degli elettroni 2s saltato nell'orbitale 2p; pertanto la configurazione elettronica (in stato eccitato) sarà: 1s2 2s1 2p3. Così il 2s, 2px, 2py, 2pz gli orbitali sono ora riempiti a metà.
Ora questi quattro orbitali ibridi insieme formano quattro sp identici3 orbitali ibridi (aventi la stessa energia). Ognuno di questi 4 orbitali ha un elettrone e può accettarne uno in più (la capacità di ciascun orbitale può ospitare un massimo di due elettroni).
Due elettroni provengono da ciascuno dei due idrogeno e il resto dei due elettroni proviene da ciascuno degli atomi di cloro e formano quattro legami singoli o sigma.
Per saperne di più segui 15 esempi di legami covalenti coordinati: informazioni dettagliate e fatti
.
Angolo di legame
Un angolo di legame è definito come l'angolo tra due legami o tre atomi che formano i due legami. La teoria VSEPR aiuta a determinare la geometria molecolare e l'angolo di legame di una molecola.
Ci sono alcuni parametri che aiutano ad assegnare l'angolo di legame. Sono coppia di legami - repulsione di coppia di legami (repulsione bp-bp), coppia solitaria- repulsione di coppia solitaria (repulsione lp-lp), coppia di legami - repulsione di coppia solitaria9 repulsione lp-bp), elettronegatività dell'atomo centrale e del sostituente atomi intorno all'atomo centrale.
Dal punto di vista della geometria molecolare” concludiamo che CH2Cl2 ha una struttura tetraedrica ma a causa della presenza di due diversi tipi di sostituenti ( H e Cl) è leggermente deviato dalla struttura tetraedrica ideale e dall'angolo di legame ideale (109.50) come il metano (CH4), poiché ha quattro stessi atomi circondati dall'atomo di carbonio centrale.
La ragione per non avere la struttura tetraedrica ideale è discussa di seguito.
Il cloro è l'atomo più elettronegativo seguito dal carbonio e poi dall'idrogeno in questo CH2Cl2 molecola. Così il cloro attrae l'elettrone del legame C-Cl verso se stesso di più rispetto al carbonio. Pertanto la repulsione elettronica coppia di legame-coppia di legame in due legami C-Cl sarà inferiore alla repulsione di coppia di legame - coppia di legame in due legami CH poiché gli elettroni legati nel legame CH vengono spostati verso l'atomo di carbonio.
Pertanto l'angolo di legame di 0.
Per saperne di più segui 4 esempi di legame covalente non polare:
CH2Cl2 dipolo a struttura lewis
Un momento di dipolo si verifica in qualsiasi sistema in cui vi sia una separazione tra le cariche.
Momento di dipolo (mu) = carica× separazione internucleare tra due atomi.
Il momento di dipolo di qualsiasi molecola è indicato dalla lettera greca "mu"( µ) e l'unità del momento di dipolo è debye.
Analizzando la struttura (tetraedrica) di CH2Cl2 molecola si conclude che questa molecola possiede un momento di dipolo diverso da zero. Pollice2Cl2 momento di dipolo degli atomi HH e Cl-Cl non si annullano a vicenda perché non sono in posizione lineare (l'angolo di legame tra loro non è 180 0.
Studiando la disposizione delle molecole attorno all'atomo di carbonio è chiaro che il momento del dipolo di legame di due legami C-Cl non può annullare il dipolo l'uno dell'altro. A causa della differenza di elettronegatività di cloro e carbonio e carbonio e idrogeno produce a momento di dipolo netto diverso da zero (µ≠0) e quindi è una molecola polare. Secondo lo studio che CH2Cl2 shws momento di dipolo 1.6 debye.
Per saperne di più, leggi Esempi di legame idrogeno
CH2Cl2 ha isomeri
Gli isomeri hanno la stessa formula chimica ma un diverso riarrangiamento chimico. Per questo differiscono l'uno dall'altro nelle loro proprietà fisiche e chimiche.
Gli isomeri sono classificati nei seguenti termini-
1. Stereoisomero
Non ci sono stereoisomeri possibili per CH2Cl2 poiché il carbonio non è un centro chirale, richiede che il carbonio sia legato con quattro atomi diversi per essere un centro chirale. Inoltre non esistono isomeri costituzionali (stessa formula molecolare ma diversa formula strutturale).
Per saperne di più, leggi Esempi SN1
Qual è il gruppo di punti di CH2Cl2
I gruppi di punti sono usati principalmente per descrivere la simmetria molecolare ed è la rappresentazione degli elementi di simmetria. I gruppi di punti sono usati nella teoria dei gruppi che aiuta a determinare le proprietà come gli orbitali molecolari.
I gruppi di punti di solito sono costituiti dai seguenti elementi:
Operatore di identità elettronica.
Cn– N piega asse di rotazione.
σ (sigma)- Il piano speculare
i-Centro di inversione.
Diclorometano, CH2Cl2. C'è un C2 (2 volte l'asse di rotazione) asse di rotazione, operatore identità (che è presente in ogni molecola), σ(xz piano) contenente CH2 e σ(yz plane) contenente CCl2.
Questi quattro elementi di simmetria sono presenti in CH2Cl2 molecola che indica la molecola C2V gruppo di punti.
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- Struttura di Lewis Gacl3
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Sono Aditi Ray, una PMI chimica su questa piattaforma. Ho completato la laurea in Chimica presso l'Università di Calcutta e la laurea presso la Techno India University con una specializzazione in Chimica Inorganica. Sono molto felice di far parte della famiglia Lambdageeks e vorrei spiegare l'argomento in modo semplicistico.
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