7 semplici passaggi sulla struttura di Lewis dell'HClO, ibridazione (risolto)

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L'acido ipocloroso (HClO) ha una struttura di Lewis con un atomo di cloro (Cl) al centro, legato a un atomo di ossigeno (O) e a un atomo di idrogeno (H). Cl ha 7 elettroni di valenza, O ne ha 6 e H ne ha 1, per un totale di 14 elettroni. La struttura mostra un singolo legame Cl-O, un singolo legame OH e tre coppie solitarie su Cl. La molecola adotta una geometria piegata con un angolo di legame O-Cl-H leggermente inferiore a 120°, a causa della repulsione delle coppie solitarie-legame. La differenza di elettronegatività tra Cl (3.16) e O (3.44) crea un legame polare, influenzando la reattività di HClO, in particolare nei processi di ossidazione e disinfezione.

HClO o acido ipocloroso viene scoperto da un chimico francese, Antoine Jerome nel 1834. HOCl è un acido debole con una massa molare di 52.46 g/mol. È una molecola a forma piegata con due coppie solitarie di elettroni sull'atomo centrale (ossigeno) e viene disciolta in acqua per dare cloro perché è un ossiaacido del cloro.

Concentriamoci sui seguenti argomenti di discussione su HClO.

Come disegnare la struttura lewis di HClO?

La struttura di Lewis è definita come la rappresentazione strutturale di qualsiasi molecola in cui le coppie solitarie verranno mostrate attorno agli atomi partecipanti come punti di elettroni.

  1. Determinazione del numero di elettroni di valance: Gli elettroni di Valance hanno un ruolo importante nel determinare la struttura di Lewis. H, Cl e O hanno 1, 7 e 6 elettroni nel rispettivo guscio più esterno.
  2. Scoprire gli elettroni di legame: In HClO sono presenti in totale due legami sigma (singoli). Pertanto 2 × 2 = 4 elettroni sono coinvolti nella formazione del legame covalente.
  3. Scoprire gli elettroni non leganti: Nell'acido ipocloroso, il cloro e l'ossigeno hanno rispettivamente tre e due coppie totali di elettroni non leganti che sono mostrati intorno a loro.
hclo struttura lewis
HClO Struttura di Lewis

Forma della struttura di HClO Lewis

La forma molecolare è determinata considerando i seguenti fattori:

  • Ibridazione dell'atomo centrale
  • Qualsiasi repulsione di coppia di legami solitari presente o meno.

In HClO, l'atomo centrale, l'ossigeno è sp3ibridato e qualsiasi secondo la teoria, qualsiasi sp3l'atomo ibridato avrà una forma tetraedrica se non è presente alcun tipo di repulsione della coppia solitaria della coppia di legami.

Ma in HClO, nell'atomo di ossigeno sono presenti quattro elettroni non leganti. Queste coppie solitarie sono coinvolte in queste repulsioni-

  1. Repulsione coppia solitaria-coppia solitaria
  2. Repulsione della coppia di legami solitari

Oltre a questi, è presente anche un'altra repulsione, la repulsione della coppia di legame. Poiché la repulsione della coppia solitaria-coppia solitaria è più potente della repulsione della coppia solitaria-legame, la forma di HClO sarà piegata (diminuendo l'angolo di legame rispetto all'ideale)

Forma HOCI
Forma di HOCl

Carica formale della struttura di HClO Lewis

L'addebito formale viene calcolato per scoprire il più stabile struttura legislativa. La struttura di Lewis con il numero massimo di cariche formali zero sarà la configurazione più stabile.

  • Carica formale = numero totale di elettroni di mantovana – numero di elettroni che rimangono non legati – (numero di elettroni coinvolti nella formazione del legame/2)
  • Carica formale dell'idrogeno = 1 –0 – (2/2) = 0
  • Carica formale di ossigeno = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • Carica formale di cloro = 7 – 6 – (2/2) = 0

L'idrogeno e il cloro sono coinvolti individualmente nel legame singolo con l'atomo di ossigeno mentre l'ossigeno è coinvolto nella formazione di due legami. Pertanto, gli elettroni di legame per l'ossigeno sono 4 e per l'idrogeno e il cloro è 1.

 Angolo della struttura di HClO Lewis

L'angolo indica fondamentalmente l'angolo di legame che dipende dall'ibridazione dell'atomo centrale e dalla repulsione che coinvolge le coppie di legami e le coppie solitarie presenti nella molecola.

In HClO, sia l'atomo di ossigeno che quello di cloro hanno coppie solitarie. L'ossigeno ha due coppie solitarie che coinvolgono nella repulsione coppia solitaria-coppia solitaria che diminuisce l'angolo tra i legami O-Cl e OH.

Atomo centrale, l'ossigeno è sp3 ibridato. Pertanto, la struttura ideale sarà tetraedrica e l'angolo di legame ideale dovrebbe essere 109.50. A causa della presenza della repulsione l'angolo di legame ideale (109.50) viene deviato e l'angolo effettivo diventa 1030 perché la repulsione coppia solitaria-coppia solitaria chiude l'angolo di legame e la repulsione coppia di legame-legame apre l'angolo di legame.

La repulsione della coppia solitaria-coppia solitaria è un fattore repulsivo maggiore rispetto alla repulsione della coppia solitaria-legame. Quindi, la repulsione coppia solitaria-coppia solitaria chiude l'angolo di legame più dell'apertura dell'angolo di legame mediante la repulsione di coppia di legami.

HClO Regola dell'ottetto della struttura di Lewis

La regola dell'ottetto è una delle regole più importanti che afferma che qualsiasi atomo in una molecola dovrebbe contenere tale configurazione elettronica che corrisponde alla configurazione elettronica del guscio di valenza del gas nobile più vicino. In HClO tutti gli atomi costituenti, idrogeno, ossigeno e cloro obbediscono alla regola dell'ottetto.

L'idrogeno ha un solo elettrone del guscio di valenza. Dopo il legame con l'ossigeno ha due elettroni condivisi con l'ossigeno e corrisponde al gas nobile più vicino, la configurazione elettronica dell'elio. L'ossigeno ha sei elettroni di valenza e dopo la formazione di due legami con idrogeno e cloro, realizza il suo ottetto avendo gli otto elettroni. Il cloro ha sette elettroni più esterni del guscio e soddisfa anche il suo ottetto dopo il legame con l'ossigeno.

Pertanto, la regola dell'ottetto è completamente soddisfatta nella molecola di HClO.

Coppie solitarie della struttura di HClO Lewis

Le coppie solitarie e le coppie di elettroni non vincolanti sono termini simili. Indicano gli elettroni più esterni del guscio che non sono coinvolti nella formazione del legame con l'altro atoSM. Uno dei ruoli più significativi delle coppie solitarie è determinare la forma di qualsiasi molecola.

  • Elettrone non legato = numero totale di elettroni di mantovana – numero di elettroni legati.
  • Elettroni di non legame dell'idrogeno = 1 – 1 = 0
  • Elettroni non leganti dell'ossigeno = 6 – 2 = 4
  • Elettroni non leganti del cloro = 7 – 1 = 6

Pertanto, gli elettroni totali di non legame in HClO sono = 0+4+6 = 10

Elettroni di valenza HClO

Gli elettroni di valenza sono fondamentalmente gli elettroni del guscio più esterni di qualsiasi atomo che sono i più vagamente legati al nucleo e i più reattivi rispetto agli elettroni del guscio interno.

L'idrogeno ha un solo elettrone nel suo primo orbitale 1s che è il suo elettrone del guscio di valenza. L'ossigeno ha numero atomico otto (1s2 2s2 2p4). All'interno di questi otto elettroni, sei elettroni sono considerati gli elettroni del guscio di valenza.

Il cloro ha un totale di 17 elettroni tra questi 17, sette elettroni sono gli elettroni del guscio di valenza (3s2 3p5).

Solubilità di HClO

L'acido ipocloroso o HClO è un acido debole con la costante di dissociazione acida (ka) è 3.0 × 10-8. Pertanto, è solubile in acqua. HClO viene generato quando il cloro si dissolve in acqua. Dopo la formazione si dissocia rapidamente in ipoclorito.

HClO è un elettrolita?

Gli elettroliti sono quelli che possono dissociarsi nei suoi ioni costituenti dopo essersi dissolti in acqua. Gli elettroliti sono fondamentalmente di due tipi:

  1. Elettrolita forte
  2. Elettrolita debole

Gli elettroliti forti sono dissociati quasi al 100% in acqua, ma la percentuale di dissociazione è molto inferiore per un elettrolita debole.

HClO è un acido debole. Quando si scioglie in acqua la percentuale di dissociazione è molto minore. Le molecole massime di HClO rimangono allo stato non dissociato. Pertanto, HClO è un elettrolita debole.

HClO è acido o basico?

L'acido ipocloroso o HClO è un acido debole. Dona protoni in soluzione acquosa. Si forma dopo la dissoluzione del cloro in acqua. A causa della dissociazione parziale, HClO genera ClO- e H+ in acqua.

HClO è un acido monoprotico di Lewis. Gli acidi di Lewis donano H+ ioni nell'acqua. È acido monoprotico perché da una singola molecola di HClO, solo una H+ si ottiene lo ione. Gli acidi poliprotici sono quelli che danno più di un H+ ione come H2SO4.

 HClO è polare o non polare?

La polarità di qualsiasi molecola dipende dai seguenti parametri:

  • Differenza di elettronegatività tra gli atomi
  • Orientamento dei legami presenti nella molecola

HClO è una molecola a forma piegata con l'angolo di legame 1030. C'è anche una differenza di elettronegatività tra H, Cl e ossigeno (l'elettronegatività di idrogeno, ossigeno e cloro sono rispettivamente 2.2, 3.4 e 3.16 nella scala di Pauling). Oltre a ciò, le coppie solitarie generano una distribuzione irregolare delle cariche.

Quindi, è sicuramente una molecola polare.

HClO è ionico o covalente?

HClO è una molecola covalente. L'ossigeno è legato all'atomo di idrogeno e cloro da due legami covalenti. In questo composto gli elettroni di valenza di ciascuno degli atomi non vengono completamente trasferiti da un atomo all'altro. Stanno condividendo i loro elettroni di valenza tra loro per riempire il rispettivo ottetto.

I composti ionici sono quelli che trasferiscono permanentemente i loro elettroni del guscio di valenza non condivisi tra loro. Questo non è successo in HClO. Anche la differenza di elettronegatività tra gli atomi non è elevata. Ma in qualsiasi composto ionico, uno deve essere un composto elettropositivo come qualsiasi metallo e un altro dovrebbe essere un metallo elettronegativo. In HClO non è presente alcuna combinazione di metallo e non metallo.

HClO è un legame idrogeno?

I legami idrogeno si formano tra l'atomo di idrogeno (legato a qualsiasi atomo elettronegativo) con qualsiasi atomo altamente elettronegativo come ossigeno, azoto. Il legame idrogeno può essere di due tipi:

  1. Legame idrogeno intermolecolare
  2. Legame idrogeno intramolecolare

In HClO, ossigeno e cloro sono entrambi elettronegativi. Ma l'ossigeno è più elettronegativo del cloro. Quindi può partecipare al legame idrogeno intermolecolare con l'idrogeno di qualsiasi altro atomo di HClO.

Ma il legame idrogeno intramolecolare non è possibile in HClO.

HClO è più forte di HBrO?

Sì, HClO è un acido più forte dell'HBrO.

Il motivo principale della maggiore acidità dell'HClO è dovuto alla maggiore elettronegatività del cloro rispetto al bromo. Pertanto, la polarità del legame OH diventa maggiore in HClO rispetto a HBrO. Perché il cloro attrae gli elettroni legati del legame O-Cl in misura maggiore. Quindi, l'eliminazione di H+ lo ione sarà più facile in HClO rispetto a HBrO.

Per lo stesso motivo HClO è un acido più forte di HIO e un acido più debole di HFO perché lo iodio è meno elettronegativo e il fluoro è più elettronegativo del cloro.

 HClO è più forte di HClO4?

No, HClO4 è un acido più forte di HClO.

La stabilità della base coniugata è la ragione principale della maggiore stabilità di HClO4. H+ può essere facilmente rimosso da HClO4 per formare ClO4- grazie alla sua stabilità extra. Questa stabilità extra di clo4- è dovuta alla coniugazione presente nella base coniugata. Ma la base coniugata ClO- non ha tale stabilizzazione aggiuntiva.

HClO4 ⇌ H+ +ClO4-

HClO ⇌ H+ + Cl-

Questo equilibrio è spostato verso destra più in HCl4 che in HClO. Pertanto, l'eliminazione di H+ sarà facile in HClO4 rispetto a HClO.

Da questo articolo, si conclude su HClO che è una molecola a forma di piega con l'ibridazione dell'atomo centrale sp2. È un acido debole e un elettrolita debole.

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