Il CN- è la formula chimica del cianuro. Rientra nel gruppo funzionale ciano che è un anione pseudoalogenuro.
Il composto di cianuro contiene carbonio e azoto e ha varie forme come cianuro di sodio, cianuro di potassio, acido cianidrico, ecc. È un gas incolore e rilasciato in vari modi come prodotti di decomposizione delle piante, vari microrganismi come batteri, alghe, funghi, ecc. A contatto con gli acidi diventa molto pericoloso. In questo editoriale stiamo imparando la struttura di CN-lewis e i suoi fatti dettagliati.
Come disegnare la struttura di Lewis per CN-?
I punti mentre disegnando la struttura di lewis da notare come:
- Calcolo degli elettroni di valenza totali presenti sulla struttura.
- Selezionare l'elemento con l'elettronegatività più bassa per la posizione centrale nella struttura.
- Fare il legame tra tutti gli elementi presenti nella struttura.
La formula chimica del cianuro è CN-.
Il peso molecolare di CN- è 26.02 g mol-1.
La geometria molecolare di CN- è di forma lineare.
CN- ha ibridazione sp.
CN- è di natura polare.
Ci sono due elementi coinvolti nella formazione di CN- struttura legislativa cioè azoto (N) e carbonio (C) che è collegato da tripli legami. In CN- struttura legislativa, ha due coppie di elettroni solitari uno ciascuno su atomi di carbonio e azoto.
- Elettroni di valenza totali del calcolo di CN-.molecule
Calcoliamo prima gli elettroni di valenza totali disponibili sulla molecola CN. Secondo la tavola periodica, l'atomo di carbonio è inferiore a 14th gruppo di tavola periodica e atomo di azoto è inferiore a 15th gruppo di tavola periodica. Quindi, sia gli atomi di carbonio che quelli di azoto hanno rispettivamente 4 e 5 elettroni di valenza.
Durante il calcolo degli elettroni di valenza su CN- struttura legislativa, dobbiamo aggiungere 1 per meno (-) carica su CN-ion.
Pertanto, gli elettroni di valenza degli atomi di carbonio = 4
Atomi di azoto elettroni di valenza = 5
Elettroni di valenza CN totali = 4 (C) + 5 (N) + 1 (-) = 10
Quindi, CN- struttura legislativa ha dieci elettroni di valenza in totale.
- Elemento con elettronegatività più bassa per posizione centrale
Nella struttura di CN-lewis non dobbiamo trovare gli elementi con l'elettronegatività più bassa. Poiché la molecola CN coinvolge solo due elementi carbonio e azoto. Quindi, non c'è bisogno di una posizione centrale nei composti contenenti solo due elementi. Possiamo metterli uno accanto all'altro.
- Legame tra tutti gli elementi
In questo passaggio dobbiamo creare un legame tra tutti gli elementi presenti nella struttura. Quindi, nella molecola CN dobbiamo solo creare un singolo legame all'interno del carbonio e dell'azoto per collegarli tra loro.
Pertanto, abbiamo impegnato due elettroni su dieci elettroni di valenza degli ioni CN- nel legare gli elementi. Poiché i due elettroni diventano elettroni di coppia di legame su dieci elettroni, ora solo otto elettroni ottengono resti per la distribuzione CN- struttura lewis.
CN- regola dell'ottetto della struttura di lewis
Per seguire la regola dell'ottetto dobbiamo distribuire tutti gli elettroni di valenza rimanenti all'interno di atomi di carbonio e azoto della struttura di CN-lewis. Riempi prima gli elettroni sull'atomo più elettronegativo della struttura CN-lewis. Qui, N è più elettronegativo in natura di C, quindi inizia prima a mettere gli elettroni sull'atomo di azoto.
L'atomo di azoto ha già due elettroni in una singola coppia di legami con l'atomo C ha bisogno di più sei elettroni per riempire il suo ottetto. Quindi, dopo aver riempito sei elettroni sull'atomo N, rimangono solo due elettroni per un'ulteriore condivisione con l'atomo di carbonio.
Quindi, i restanti due elettroni vengono posizionati sull'atomo di carbonio, otterremo la seguente struttura dopo aver messo tutti gli otto elettroni sulla struttura CN-lewis.
Nella struttura di cui sopra N sembra soddisfatto in quanto ha otto elettroni nel suo guscio esterno cioè ottetto completo ma l'atomo di carbonio non è soddisfatto in quanto ha solo quattro elettroni. Quindi, per completare il suo ottetto, dobbiamo soddisfare entrambi gli atomi C e N con un'eguale distribuzione di elettroni.
Quindi, per questo dobbiamo creare legami più covalenti tra C e N atomi per soddisfare il suo ottetto. Poiché l'atomo di carbonio ha meno elettroni, quindi dobbiamo trasformare coppie di elettroni solitari di azoto in coppie di legami per ottenere legami covalenti. Ora, otteniamo la seguente struttura.
Quindi, nella struttura di cui sopra, due coppie di elettroni solitari di azoto vengono convertite in due coppie di legami per completare l'ottetto di carbonio. Ora sia gli atomi di carbonio che quelli di azoto della struttura CN-lewsi hanno ottetti completi.
CN-Lewis struttura gli oneri formali
Se gli atomi hanno poche cariche formali in qualsiasi struttura di Lewis, allora c'è più stabilità nella struttura di Lewis. La formula calcolatrice per il calcolo formale della carica di qualsiasi atomo nel diagramma di Lewis è la seguente:
Carica formale = (elettroni di valenza – elettroni di non legame – ½ elettroni di legame)
Calcoliamo il formale oneri sulla struttura CN-lewis. Quindi prima dobbiamo solo calcolare la carica formale dell'atomo di carbonio.
Atomo di carbonio: elettroni di valenza su carbonio = 04
Elettroni non leganti su carbonio = 02
Elettroni di legame con carbonio =06
Addebito formale sul carbonio = (4 – 2 – 6/2) = -1
Quindi, c'è una carica formale -1 sull'atomo di carbonio.
Atomo di azoto: elettrone di valenza su atomo di azoto = 05
Coppia di elettroni non leganti sull'atomo di azoto = 02
Elettroni di legame sull'atomo di azoto =06
Carica formale sull'azoto = (05 – 02 – 6/2) = 0
Quindi, l'atomo di azoto di CN- la struttura lewis ha zero oneri formali.
Quindi, questo conclude che CN- la struttura di lewis ha -1 addebito formale su di esso.
CN- lewis struttura coppie solitarie
Nella struttura di CN-lewis, sono presenti in totale due coppie di elettroni solitari, cioè una sull'atomo di carbonio e una sull'azoto dopo la distribuzione completa degli elettroni di valenza nella molecola CN-.
Quindi, il totale di due elettroni solitari le coppie sono presenti sulla struttura CN-lewis.
CN- forma della struttura lewis
Per determinare la forma di qualsiasi struttura lewis dobbiamo seguire le notazioni della teoria VSEPR quando ci sono più di due elementi presenti in un diagramma molecolare. Qui, nella struttura di CN-lewis sono presenti solo due elementi essenziali ovvero carbonio e azoto. La formula generica per CN- struttura legislativa è AXE.
Secondo la geometria degli ioni nella teoria VSEPR, lo ione CN- ha una forma lineare. In CN- struttura legislativa, esiste una distribuzione simmetrica degli elettroni di valenza sia sugli atomi di carbonio che su quelli di azoto per formare un anione. La molecola CN ha anche le stesse coppie di elettroni solitari. Pertanto, per mantenere la stabilità della struttura e per diminuire la repulsione tra gli atomi, la forma lineare è più adatta per la struttura CN-lewis.
Quindi, il CN- la struttura di lewis è di forma lineare secondo la teoria VSEPR.
CN- Ibridazione
Abbiamo già discusso dell'elettronegatività delle molecole CN, delle cariche formali e della sua geometria e forma molecolare. Ora stiamo discutendo dell'ibridazione degli ioni CN.
Se vediamo la struttura CN-lewis, ci è stata vista la formazione di un triplo legame all'interno dell'atomo di carbonio e dell'atomo di azoto, che indica la presenza di un legame sigma (σ) e due legami pi (π) nella struttura CN-. Il legame pi non è coinvolto nell'ibridazione della struttura CN poiché la sua formazione avviene tramite la sovrapposizione degli orbitali p da lato a lato. Il legame Sigma (σ) ha la sovrapposizione end-to-end di 2 orbitali.
L'ibridazione di qualsiasi struttura si basa sul suo numero sterico. L'ibridazione della struttura CN-lewsi si basa sul numero sterico sia dell'atomo di carbonio che dell'atomo di azoto.
L'aggiunta del numero totale di elementi legati associati all'atomo centrale e alle sue coppie di elettroni solitari è il numero sterico.
Numero sterico di CN- = (n. di elementi legati o atomi attaccati elemento centrale + atomo centrale con coppia solitaria di elettroni)
Poiché non esiste un atomo centrale nella struttura CN e la presenza di un solo legame sigma e una coppia di elettroni solitari per entrambi gli elementi della molecola CN, ovvero C e N.
Quindi, il numero sterico per CN- = 1 (σ) + 1 (elettrone a coppia solitaria di c e N)
CN- risonanza della struttura di lewis
CN- struttura legislativa può mostrare due possibili strutture di risonanza. Sappiamo già che la molecola CN- ha dieci elettroni di valenza cioè quattro elettroni da C, cinque elettroni da N e un elettrone in più per la carica negativa di CN-. Quindi, le due possibili strutture di risonanza di CN-ion possono essere come mostrato di seguito.
La struttura di risonanza del lato sinistro ha un triplo legame tra C e N e ha anche una coppia di elettroni solitari su entrambi gli atomi. C'è una carica formale zero su N e una carica formale -1 su C, poiché N richiede 5 elettroni e ottiene un totale di 5 da due coppie di elettroni solitari e tre coppie di legami. Allo stesso modo C richiede 4 elettroni, ma ottiene anche un totale di 5, cioè due da una coppia di elettroni solitari e uno da ogni tre coppie di legami.
La struttura di risonanza sul lato destro mostra un doppio legame all'interno di C e N con due coppie di elettroni solitari su N e una coppia di elettroni solitari su C. In questa struttura l'atomo N ha una carica formale -1 poiché ha un totale di sei elettroni, ovvero due da coppie di legami e quattro da coppie di elettroni solitari.
Se confrontiamo entrambe le strutture di risonanza, la prima struttura sul lato sinistro contribuisce maggiormente alla risonanza piuttosto che avere una carica negativa sull'atomo C che è meno elettronegativa di N. Questo negativo si verifica a causa della formazione del triplo legame all'interno di C e N atomi che è il suo grande fattore di stabilità.
Ma secondo la regola della struttura di risonanza, i legami covalenti massimi dovrebbero essere presenti in una struttura di risonanza stabile con l'intero ottetto di tutti gli elementi presenti.
Pertanto la struttura sul lato sinistro è di natura più stabile rispetto alla struttura sul lato destro poiché ha più legami covalenti.
CN-polare o non polare
Ora, discutiamo la natura polare/non polare della struttura CN. Se vediamo la differenza di elettronegatività dell'atomo C e N, l'atomo C ha elettronegatività 2.55 e l'atomo di azoto ha elettronegatività 3.04, quindi la differenza di elettronegatività è 0.49.
Quindi, secondo la regola di Paulings, se la differenza di elettronegatività tra 0.4 e 1.7 il legame rientra nella natura polare. Anche l'atomo C ha una carica positiva parziale su di esso e diventa leggermente più elettropositivo rispetto all'azoto poiché l'azoto ha una carica negativa parziale su di esso.
Il triplo legame dello ione CN- agisce leggermente come legame polare e la natura ionica delle molecole CN gli conferisce la capacità di interagire con altri solventi polari come H2O, ecc. Quindi, la struttura di CN-lewis mostra una natura polare.
CN- angolo di legame della struttura di lewis
La struttura di CN-lewis ha una distribuzione equa degli elettroni di valenza e degli elettroni della coppia solitaria sia sull'atomo di carbonio che su quello di azoto per formare stabile. Anche la geometria molecolare e la forma di CN- struttura legislativa è lineare.
Quindi, l'angolo di legame della struttura CN-lewis è di 180 gradi.
CN- Usi
- Il cianuro è utilizzato nell'industria della carta.
- Il cianuro è utilizzato nell'industria tessile.
- Il cianuro è usato nella produzione della plastica.
- Il cianuro è usato nelle fotografie che sviluppano sostanze chimiche.
- In metallurgia, i sali di cianuro sono usati come detergenti per metalli, per galvanica, ecc.
- Il cianuro è anche usato per rimuovere l'oro dal suo minerale.
- Il gas cianuro viene utilizzato per eliminare insetti e parassiti da edifici, case e navi.
- Zyklob B, che è la forma di acido cianidrico, è stato utilizzato dalla Germania nella seconda guerra mondiale come agente genocida.
- Il gas acido cianidrico con alcune altre sostanze chimiche è stato utilizzato nella guerra Iran-Iraq negli anni '1980
- Un po' di cianuro viene utilizzato nelle industrie della gioielleria e degli additivi alimentari.
- Il cianuro non può essere utilizzato come sostanza chimica comune in quanto è molto pericoloso per il corpo umano da inalare.
Leggi anche:
- Struttura di Cl2o Lewis
- Struttura di Lewis Cfcl3
- Struttura di Naoch3 Lewis
- Struttura di Lewis Sh2
- Struttura di Sco Lewis
- Struttura di Lewis Sf6
- Struttura di Nacl Lewis
- Struttura di Lewis Cr2o3
- Struttura di Lewis Nh2cl
- Struttura Asbr3 Lewis
Ciao a tutti, sono il dottor Shruti M Ramteke, ho conseguito il dottorato di ricerca. in chimica. Sono appassionato di scrittura e mi piace condividere le mie conoscenze con gli altri. Sentitevi liberi di contattarmi su linkedin
Ciao amico lettore,
Siamo una piccola squadra alla Techiescience, che lavora duro tra i grandi player. Se ti piace quello che vedi, condividi i nostri contenuti sui social media. Il tuo supporto fa una grande differenza. Grazie!