Struttura e caratteristiche di CuO Lewis (13 fatti completi)

CuO o ossido di rame è l'ossido dell'elemento borderline avente un peso molecolare di 79.54 g/mol. Impareremo su CuO in dettaglio.

Nel CuO, Cu mostra uno stato di ossidazione +2 e per questo motivo qui Cu ha ad⁹ sistema. È un atomo di metallo di transizione e CuO è l'ossido di metallo di transizione, che è di natura basica quando reagisce con l'acqua dalla base. A causa del d⁹ sistema, mostra allungamento tetragonale.

A causa della distorsione di Jahn Teller, la geometria attorno al centro di Cu(II) cambia da ottaedrica a tetraedrica. Può anche essere ridotto il metallo Cu in presenza di idrogeno. Ora discuteremo l'ibridazione, la struttura di Lewis, l'angolo di legame e la forma con una spiegazione adeguata nella parte seguente dell'articolo.

1. Come disegnare la struttura lewis di CuO

Con l'aiuto della regola dell'ottetto, della valenza, dell'orientamento molecolare e dell'atomo centrale possiamo disegnare la struttura di Lewis in molti passaggi. Disegniamo la struttura lewis di CuO.

Contando gli elettroni di valenza totali

Dobbiamo contare gli elettroni di valenza totali per CuO contando i singoli elettroni di valenza per Cu e O. gli elettroni di valenza totali per l'ossido di rame sono 15, dove sono coinvolti 9 elettroni 3d di rame poiché Cu è qui +2 stato di ossidazione .

Scegliere l'atomo centrale

Per la costruzione della struttura di Lewis, abbiamo bisogno di un atomo centrale perché tutti gli atomi sono collegati da un numero adeguato di legami con quel particolare atomo. In base alla dimensione e all'elettropositività dobbiamo selezionare l'atomo centrale. tenendo in considerazione tutte le considerazioni, qui viene scelto Cu come atomo centrale.

Soddisfacente l'ottetto

Ogni atomo, indipendentemente dal fatto che appartenga al blocco d o p, deve essere riempito con il suo orbitale di valenza accettando un numero adeguato di elettroni per la successiva formazione del legame. Per completare l'ottetto Cu ha bisogno di 10 e O ha bisogno di 8 elettroni in quanto appartengono rispettivamente al blocco d e p.

Soddisfare la valenza

Durante la formazione dell'ottetto, ogni atomo dovrebbe essere consapevole di poter formare quel numero di legami stabili che è la loro valenza stabile. Secondo l'ottetto, gli elettroni richiedono 10+8 = 18 per la formazione di CuO, ma gli elettroni di valenza sono 15, quindi gli elettroni rimanenti dovrebbero essere riempiti dalla valenza stabile di ciascun atomo.

Assegna le coppie solitarie

Dopo la formazione dell'ottetto e del legame, se gli elettroni vengono lasciati nel guscio di valenza di ciascun rispettivo atomo, allora quegli elettroni esistono come coppie solitarie su quel particolare atomo in una molecola. In CuO, solo O contiene 2 coppie di coppie solitarie perché ha 4 elettroni in eccesso dopo la formazione del legame nel suo guscio di valenza.

2. Elettroni di valenza di CuO

Gli elettroni sono presenti nel guscio di valenza di ogni atomo e sono responsabili delle sue proprietà chimiche e sono chiamati elettroni di valenza. Contiamo gli elettroni di valenza di CuO.

Il numero totale di elettroni di valenza per la molecola CuO è 15. Ci sono 9 elettroni 3d dal sito Cu e 6 elettroni dal sito O, quindi contiamo semplicemente gli elettroni di valenza dei singoli atomi e li sommiamo insieme per ottenere la valenza totale elettroni per la molecola di CuO.  

• Gli elettroni di valenza per il Cu sono 9 (Cu²⁺ - 3d⁹)
• Gli elettroni di valenza per l'O sono 6 ([He]2s²2p⁴)
• Quindi, il numero totale di elettroni di valenza per CuO è 9+6 = 15 elettroni.

3. CuO lewis struttura coppie solitarie

Gli elettroni che esistono nella [forma accoppiata nel guscio di valenza dopo la formazione del legame in eccesso sono chiamati coppie solitarie. Prevediamo le coppie solitarie su CuO.

Sono presenti solo 2 coppie di coppie solitarie, il che significa che sono presenti 4 elettroni nel guscio di valenza che non ha alcun contributo al legame. Quegli elettroni formano il sito O perché O ha sei elettroni di valenza; tra questi, solo due elettroni sono coinvolti con Cu²⁺ nella formazione del legame.

• Possiamo prevedere le coppie solitarie su ciascun atomo usando la formula, coppie solitarie = elettroni presenti nell'orbitale di valenza - elettroni coinvolti nella formazione del legame
• Quindi, le coppie solitarie sono presenti sull'atomo di Cu, 2-1 = 1
• Le coppie solitarie presenti sull'atomo O, 6-2 = 4
• Un elettrone spaiato non può essere una coppia solitaria, quindi Cu ha zero coppie solitarie e O ha 2 coppie solitarie o 4 elettroni.

4. Regola dell'ottetto della struttura di lewis CuO

Per completare l'orbitale di valenza di ogni atomo, ogni atomo accetta un numero adeguato di elettroni è chiamata regola dell'ottetto. Vediamo l'ottetto della molecola CuO.

CuO segue la regola dell'ottetto perché sia ​​Cu che O non hanno ancora completato il loro orbitale di valenza. Quindi, cercano di completare i loro elettroni di valenza attraverso la formazione di legami. O ha bisogno di altri due elettroni per completare l'ottetto, poiché appartiene all'elemento del blocco p quindi ha bisogno di 8 elettroni nel suo orbitale di valenza.

Cu è un elemento di metallo di transizione, quindi ha completato il suo ottetto per riempire completamente l'orbitale d dagli elettroni, ma qui Cu esiste come Cu(II), quindi ha già 9 elettroni nel suo guscio di valenza, richiede solo un elettrone per completare l'orbitale di valenza e seguire la regola dell'ottetto.

5. Forma della struttura di CuO lewis

La forma molecolare è la corretta disposizione degli elementi mediante atomi sostituenti per ottenere una perfetta struttura geometrica. Prevediamo la forma di CuO.

CuO ha una forma lineare, dove Cu è attaccato a O da un doppio legame. Quindi, non vi è alcuna possibilità di deviazione della forma dell'incollaggio che può essere confermata dalla tabella seguente.

La geometria o la forma di una molecola è prevista dalla teoria VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion), e la teoria affermava che se una molecola ha tipo AX e non ci sono coppie solitarie sull'atomo centrale, allora dovrebbero essere di forma lineare e non si verifica alcun cambiamento nella geometria.

6. Angolo della struttura lewis CuO

Angolo di legame formato dagli atomi centrali e sostituenti per un corretto orientamento in particolare geometria. Calcoliamo l'angolo di legame di CuO.

L'angolo di legame tra Cu e O in CuO è 180⁰ perché l'angolo di legame della geometria lineare è sempre 180⁰. Non ci sono coppie solitarie: si verifica la repulsione delle coppie di legame, quindi non è necessario modificare l'angolo di legame. Due atomi formano sempre l'angolo di legame a 180⁰ poiché adottavano sempre una forma lineare o una linea retta.

• Il valore dell'angolo di legame può essere calcolato dal valore di ibridazione.
• La formula dell'angolo di legame secondo la regola di Bent è COSθ = s/(s-1).
• Qui l'atomo centrale Cu è ibridato con pd, quindi il carattere p è 1/2°
• Quindi, l'angolo di legame è, COSθ = {(1/2)} / {(1/2)-1} =-( 1)
• Θ = COS^-1(-1) = 180⁰
• Quindi, dal valore di ibridazione, l'angolo di legame per il valore calcolato e teorico è lo stesso.

7. Carica formale della struttura di lewis di CuO

La carica formale è un concetto ipotetico, in cui l'elettronegatività di tutti gli atomi è uguale e può prevedere la carica dell'atomo. calcoliamo la carica formale di CuO.

La rete carica formale del CuO è zero perché lo ione Cu²⁺ viene neutralizzato dalla carica dello ione ossido. Perché quelle cariche uguali ma opposte nel segno. Nell'ossido di rame, sia Cu che O possono rompersi in forma di ione e dobbiamo calcolare la carica individuale.

• L'accusa formale del NaH₂PO₄ può essere calcolato con la formula FC = N_v - N_lp -1/2 n_bp
• L'accusa formale posseduta dal Cu²⁺ è, 4-0-(4/2) = +2
• L'accusa formale posseduta dall'O^2- sono, 6-4-(8/2) = -2
• Quindi, Cu²⁺ E O^2- mostrando la forma dionica e l'entità della carica è la stessa ma a causa della natura opposta si annullano a vicenda e rappresentano la forma neutra del CuO.

8. Ibridazione CuO

 A causa della diversa energia degli orbitali subisce l'atomo centrale ibridazione per formare un orbitale ibrido di energia equivalente. Prevediamo l'ibridazione di CuO.

Il Cu centrale viene ibridato con pd per formare un legame covalente nella molecola di CuO che può essere discusso di seguito.

• Possiamo calcolare l'ibridazione con la formula della convenzione, H = 0.5(V+M-C+A),
• Quindi, l'ibridazione del Cu centrale è, ½(2+2+0+0) = 2 (pd)
• Un orbitale p e un orbitale d di Cu sono coinvolti nell'ibridazione.
• Il legame π tra Cu e O non è coinvolto nell'ibridazione.

9. Solubilità CuO

La solubilità della molecola dipende dalle tendenze di dissociazione in ioni e diventa solubile in quel solvente. Vediamo se CuO è solubile in acqua non lo è.

CuO è insolubile in acqua perché l'interazione ionica tra Cu e O è molto forte in quanto è presente un doppio legame. Quindi, l'entalpia di legame di CuO è più forte dell'energia di idratazione, quindi le molecole d'acqua possono rompere il legame tra le molecole di CuO e anche Cu²⁺ è insolubile a causa della sua natura morbida.

Elenco di alcuni solventi in cui CuO è solubile

• Cloruro d'ammonio
• Cianuro di potassio
• Carbonato di ammonio ( Parzialmente solubile)

10. Il CuO è solido o liquido?

Lo stato fisico di una molecola dipende dalla natura del legame e dalla temperatura e pressione applicate. Vediamo se CuO è solido o meno.

CuO è un potere nero solido perché c'è più energia reticolare presente con la molecola di ossido di rame. Nella forma cristallina, ha adottato una struttura monoclina in cui sono presenti due celle unitarie e il reticolo è molto forte a temperatura ambiente a causa del legame ionico, quindi CuO esiste come solido a temperatura ambiente.

11. CuO è polare o non polare?

La polarità di una molecola dipende dal valore del risultante valore del momento dipolo e dalla differenza di elettronegatività. Vediamo se CuO è polare o meno.

CuO è una molecola polare perché è presente un momento di dipolo risultante e, a causa della differenza di elettronegatività, ci sono anche flussi di momento di dipolo dal Cu a O osservato. A causa della struttura lineare, non c'è modo di annullare il momento di dipolo tra Cu e O e per questo motivo CuO è polare.

La forma del rivestimento non è asimmetrica ma non c'è altro momento di dipolo che funzioni nella molecola di CuO che possa annullare il momento di dipolo.

12. Il CuO è acido o basico o sale?

L'acidità della natura di basicità di una molecola dipende dalla presenza di protone acido o anione idrossido. Vediamo se CuO è acido o meno.

CuO non è né acido né base, ma è un ossido basico, perché quando reagisce con l'acqua forma una forte base di idrossido di rame. Tutti gli ossidi metallici sono di natura basica, quindi anche il CuO è basico, ma di per sé non partecipa ad alcuna reazione acido-base perché non ha alcun protone acido.

Secondo il principio HARD SOFT ACID BASE, Cu²⁺ è un acido borderline che non è né forte né debole, ma l'ossido è di natura a base dura.

13. Il CuO è un elettrolita?

L'elettrolito può essere ionizzato nella soluzione quando si dissocia e trasportare elettricità attraverso la soluzione. Vediamo se CuO è un elettrolita o meno.

CuO è un elettrolita in natura perché quando si dissocia in una soluzione acquosa forma Cu²⁺ E O^2- e a causa della formazione di quelle particelle cariche può trasportare elettricità attraverso la soluzione. La densità di carica degli ioni di ossido è molto alta.

14. CuO è ionico o covalente?

Sulla teoria della polarizzabilità secondo la regola di Fajan, possiamo prevedere se una molecola è di natura ionica o covalente. Verifichiamo se CuO è di natura ionica o covalente.

CuO è di natura ionica a causa della presenza di un'interazione ionica tra gli atomi di Cu e O. Inoltre, a causa della regola di polarizzabilità, Cu²⁺ può essere polarizzato nell'ossido di anione e formare un legame ionico e, a causa della differenza di elettronegatività tra Cu e O, il legame è più polare come una molecola ionica.

Il legame si forma tra Cu e O dalla donazione totale di elettroni.

Conclusione

CuO è l'ossido di base di un elemento di transizione borderline. Il Cu è in uno stato di ossidazione +2 quindi può essere ossidato e comportarsi come un agente riducente.

Leggi anche:

• Struttura di Geh4 Lewis
• Struttura di Lewis Nch33
• Struttura di Lewis dell'acido carbonico
• Struttura di Koh Lewis
• Struttura di Cu2Lewis
• Struttura di Lewis Pbr5
• Struttura di Lewis F2
• Struttura di O2 Lewis
• Struttura dell'Hof Lewis
• Struttura di Lewis Fecl2

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.