5 passaggi per disegnare la struttura di Lewis FCN, ibridazione (risolto!)

Il fluoruro di cianogeno (FCN) è costituito da una disposizione lineare di atomi con carbonio (C) al centro, legati all'azoto (N) e al fluoro (F). La struttura di Lewis mostra un triplo legame tra C e N (ciascuno contribuisce rispettivamente con 4 e 5 elettroni di valenza) e un singolo legame tra C e F (F contribuisce con 7 elettroni di valenza). Gli elettroni di valenza totali utilizzati sono 16. Non ci sono coppie solitarie su C, ma sono presenti coppie solitarie sia su N che su F. La molecola è polare a causa della differenza di elettronegatività (C: 2.55, N: 3.04, F: 3.98), influenzandone la reattività e le interazioni intermolecolari.

La struttura FCN lewis, nota anche con il nome chimico di fluoruro di cianogeno, è una molecola inorganica con un peso molecolare di 45.016 g/mol.

Struttura di FCN Lewis
Struttura di FCN Lewis

Alcuni fatti sulla struttura lewis di FCN:

  • Massa molare/peso molecolare = 45.016 g/mol.
  • Punto di ebollizione = -46.17 0C , Punto di fusione = – 82 0C.
  • Incolore e possiede un odore pungente.
  • Gas tossico.
fcn struttura lewis
Rappresentazione 3D della struttura FCN Lewis (fluoruro di cianogeno) da wikipedia

FCN struttura lewis:

Struttura di Lewis FCN o la struttura a punti di Lewis è una rappresentazione elettronica di una molecola che rappresenta l'orientamento dei suoi legami insieme alla carica formale acquisita da ciascun atomo costituente che comprende la molecola.

In breve, riassume la rappresentazione molecolare. Conoscere i lewis la struttura a punti di una molecola è il primo e più importante passo verso la decodifica delle proprietà fisiche e chimiche e delle caratteristiche di una molecola.

Passaggi per disegnare una struttura di Lewis di FCN:

  • Il primo passo prevede il conteggio del numero totale di elettroni disponibili. L'atomo di fluoro (F) appartiene a 17th gruppo della tavola periodica e contiene 7 elettroni di valenza totali. L'atomo di carbonio appartiene al gruppo 14th ( C ) e ha un totale di 4 elettroni di valenza e l'atomo di azoto ( N ) appartiene al gruppo 15th e ha un totale di 5 elettroni di valenza. Ciò rende disponibili un totale di 16 elettroni di valenza da ciascun atomo costituente per costruire la struttura di Lewis FCN.
  • Il passo successivo prevede la scelta dell'atomo centrale in base alla loro differenza di elettronegatività. L'atomo C meno elettronegativo con X = 2.55 viene scelto come atomo centrale. F ha elettronegatività X = 3.98 e N ha elettronegatività X = 3.04 (X = ampiezza della differenza di elettronegatività)
  • Ogni atomo costituente cerca di ospitare 8 elettroni nel suo ambiente per rispettare la regola dell'ottetto. In primo luogo, vengono disegnati tutti gli atomi con i rispettivi elettroni di valenza. Successivamente, ogni atomo è allineato in modo da poter ospitare 8 elettroni attorno a sé e con gli atomi vicini condividendo gli elettroni in modo covalente o dativo.
  • C è di natura tetravalente e forma 4 legami con gli altri due atomi. Condivide 4 dei suoi elettroni di valenza con F e N. N condivide 3 dei suoi elettroni di valenza formando un triplo legame con C e i restanti due elettroni rimangono come coppia solitaria di elettroni su N. F condivide 1 elettrone di valenza con C formando un legame singolo e i restanti 6 elettroni di valenza rimangono come una coppia solitaria di elettroni su F.
  • In tal modo, otteniamo una molecola di fluoruro di cianogeno di forma lineare che segue diligentemente la regola dell'ottetto.

La rappresentazione schematica di FCN è mostrata di seguito:

fcnlewis
Struttura di Lewis FCN

Risonanza della struttura di lewis FCN:

Strutture di risonanza ci sono altre rappresentazioni della struttura a punti lewis che mostrano tutte le possibilità delle distribuzioni elettroniche, quelle rappresentazioni che acquisiscono l'energia più alta e quelle che raggiungono l'energia stabile più bassa sono ben osservate attraverso la risonanza.

Poiché il triplo legame coinvolge una nuvola di elettroni pi che può essere delocalizzato, quindi la struttura FCN lewis mostra risonanza.

Uno dei legami pi viene delocalizzato sull'atomo N risultando in una carica negativa e la C acquisisce una carica positiva. La separazione complessiva dell'addebito è zero a causa della cancellazione dell'addebito e del raggiungimento della neutralità.

fcnresonance
FCN risonanza della struttura di lewis.

Forma della struttura lewis FCN:

La struttura FCN lewis adotta una forma lineare. Questo è in accordo con la teoria VSEPR. Poiché C ha l'ibridazione sp, è più stabile poiché tutti gli elettroni sono alla massima distanza l'uno dall'altro, cioè a 1800 angolo.  

La struttura è mostrata nella sezione ibridazione FCN.

Ibridazione FCN:

Configurazione elettronica dello stato fondamentale di C: [He]2s22px12p1y2pz

Configurazione elettronica dello stato eccitato di C: [He]2s12px12p1y2p1z

Configurazione elettronica dello stato fondamentale di F : [He]2s22px22p2y2p1z       

Configurazione elettronica dello stato fondamentale di N : [He]2s22px12p1y2p1z

C subisce l'ibridazione sp in cui due dei quattro elettroni spaiati nello stato eccitato si accoppiano con N e F. Formano legami sigma legandosi e sovrapponendosi lungo il loro asse internucleare.

I restanti due elettroni spaiati nei subshell p non ibridati di C formano due legami pi sovrapponendosi lateralmente con la nuvola di azoto di elettroni pi non condivisa. F subisce sp3 ibridazione con C che forma un legame sigma e i restanti 6 elettroni rimangono come 3 coppie solitarie di elettroni sull'atomo F.

fcnangle
FCN ibridazione della struttura lewis.

Elettroni di valenza FCN:

Configurazione elettronica dello stato fondamentale di C: [He]2s22px12p1y2pz

Configurazione elettronica dello stato fondamentale di F : [He]2s22px22p2y2p1z       

Configurazione elettronica dello stato fondamentale di N : [He]2s22px12p1y2p1z

Gli elettroni di valenza sono gli elettroni più esterni che risiedono nei subshell che partecipano alla formazione del legame chimico o alla ionizzazione.

Qui, C ha 4 elettroni di valenza. F ha 7 elettroni di valenza. N ha 5 elettroni di valenza

Pertanto, la struttura FCN lewis ha un totale di 16 elettroni di valenza.

Per saperne di più, leggi Struttura e caratteristiche dell'esanolo

FCN lewis struttura coppie solitarie:

La struttura FCN lewis ha un totale di 4 coppie solitarie di elettroni. 3 coppie solitarie di elettroni risiedono sull'atomo F e 1 coppia solitaria risiede sull'atomo N.

Le coppie solitarie di elettroni sono quegli elettroni di valenza che non partecipano ad alcuna formazione di legami covalenti.

Carica formale della struttura lewis di FCN:

Carica formale è un modo per assegnare una carica a ciascun atomo costituente che informa sulla carica completa acquisita dalla molecola.

Matematicamente, può essere rappresentato come:

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.

Accusa formale di F = 7 – 6 – 1 = 0

Addebito formale di C = 4 – 0 – 4 = 0

Addebito formale di N = 5 – 2 – 3 = 0

fcnlogoangolo 1
FCN carica formale della struttura di lewis

FCN regola dell'ottetto della struttura lewis:

La regola dell'ottetto è la regola generale seguita da un chimico per costruire una struttura a punti lewis che afferma che ogni atomo cerca di ospitare 8 elettroni nel suo guscio di valenza per acquisire una configurazione di gas nobile per la massima stabilità.

La struttura di Lewis FCN segue la regola dell'ottetto in cui ogni atomo costituente ha 8 elettroni nel suo guscio di valenza.

F ha 8 elettroni attorno a sé comprese le coppie di legami, C ha 8 elettroni inclusi i legami singoli e tripli e N ha 8 elettroni attorno a sé inclusi il triplo legame e le coppie solitarie di elettroni.

Inoltre, va notato che sia il legame che le coppie solitarie di elettroni devono essere contati durante il calcolo degli elettroni dell'ottetto.

Solubilità FCN:

La struttura FCN lewis è più solubile in solventi con costanti dielettriche inferiori. Pochi sono i solventi menzionati di seguito per riferimento:

Solventesolubilità
WaterInsolubile
etereSolubile
Solubilità FCN in diversi solventi.

FCN è lineare?

FCN struttura legislativa è una molecola lineare. Questo è in accordo con la teoria VSEPR.

La forma lineare è adottata da una molecola triatomica per avere la massima distanza tra le coppie solitarie o le coppie di legame e la minima repulsione tra di loro dando così la massima stabilità geometrica.

FCN è tetraedrico?

No, la struttura di FCN Lewis non è una molecola tetraedrica. La comprensione di base di una molecola tetraedrica coinvolge 4 atomi in disposizione tetraedrica.

FCN è ionico?

La struttura di FCN Lewis è di natura ionica. Questo perché comporta la separazione delle cariche come si osserva in una delle strutture di risonanza.

La molecola FCN coinvolge 3 atomi diversi (F, C, N) con un'ampia differenza di elettronegatività, coinvolgendo anche un triplo legame che ha una nuvola di elettroni pi.

Di conseguenza, gli elettroni possono essere delocalizzati con conseguente separazione parziale della carica che può formare dipoli tra le estremità della molecola.

Ma va notato che tutti e 3 gli atomi sono non metalli, quindi ha un carattere covalente come indicato da La regola di Fajan.

FCN è polare o non polare?

FCN struttura legislativa può essere identificata come una molecola non polare se la consideriamo una molecola perfettamente simmetrica. Tuttavia, FCN con F e N alle sue estremità non sono identici, il che differisce nella loro differenza di elettronegatività.

Quindi, nella molecola è presente una certa quantità di polarità poiché l'entità del momento di dipolo non sarà simile alle estremità.

Ha un'ampia quantità di polarità ma non abbastanza per essere chiamata una molecola perfettamente polare.

fcnlogopolarità
Momenti di dipolo FCN rappresentati dalle frecce.

L'FCN è paramagnetico o diamagnetico?

La struttura di Lewis FCN è di natura paramagnetica a causa della presenza di elettroni spaiati nei subshell p dell'atomo N. Rimangono nel loro stato di triplice eccitazione.

Sono attratti dal campo magnetico. Gli elettroni spaiati che rimangono come una coppia solitaria di elettroni sull'azoto non si accoppiano ma rimangono come elettroni spaiati in diversi subshell.

Angolo della struttura lewis FCN:

L'angolo di legame è definito come l'angolo tra l'atomo centrale e gli atomi legati. Qui, nella struttura lewis di FCN, l'angolo di legame è tra i tre atomi, cioè FCN.

Dal momento che, C ha ibridazione sp con N atomo e sp3 ibridazione con atomo F, l'angolo di legame non è esattamente vicino a 1800 ma vicino ad esso.

FCN è un agente riducente?

La struttura di FCN Lewis è forte agente riducente. L'anione, ione fluoruro, è un forte agente riducente in una reazione di coppia redox.

Sono chiamati riducenti.

L'FCN è un agente ossidante?

 La struttura FCN Lewis non è un agente ossidante. Sono chiamati riducenti e non ossidanti.

FCN è simmetrico o asimmetrico?

La struttura di Lewis FCN è una molecola simmetrica. Questo perché è una molecola triatomica lineare con infiniti piani sigma che è identica al piano molecolare che contiene tutti gli atomi in un piano.

Poiché possiede infiniti piani molecolari, Coo assi , quindi, è una molecola simmetrica.

Nota: il piano molecolare è il piano che contiene tutti gli atomi insieme all'asse internucleare.

Usi di FCN:

  • Può essere utilizzato come sensibilizzante, insetticida, fabbricazione di coloranti, polimeri.
  • Poiché si condensa in forme polimeriche a temperatura ambiente, è stato utilizzato come rete simmetrica di polimeri.
  • È usato come agente fluorurante e nitrilante.

Conclusione:

FCN struttura lewis è un argomento caldo per la sua tendenza alla polimerizzazione nella ricerca odierna, che attraverso il seguente articolo, si apprende che si tratta di una molecola triatomica lineare utilizzata per scopi industriali con un odore molto pungente e tossico.

Per saperne di più, leggi Configurazione elettronica dell'americio.

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