HClO2 Struttura di Lewis, caratteristiche: 25 fatti rapidi completi


Questo articolo contiene solo la struttura lewis HClO2 e il suo 31st fatti importanti in dettaglio. Iniziamo l'articolo disegnando la struttura lewis di HClO2.

La struttura di lewis dell'acido di cloro o HClO2 è costituita da ossoacido di alogeno Cl. L'atomo di Cl centrale è sp3 ibridato in questo acido. C'è un dπ-pπ legame presente tra Cl e O. È meno acido di HClO3 a causa della carenza di un atomo di O. È un composto binario. Lo stato di ossidazione del Cl centrale nella struttura di Lewis HClO2 è +3.

A causa del moderato stato di ossidazione, l'HClO2 può agire come agente ossidante o riducente, ma agisce come agente ossidante in molte reazioni redox. La geometria molecolare è tetraedrica attorno al Cl centrale, a causa della presenza di due coppie di coppie solitarie e tre coppie di legami e una di queste è un legame π.

Alcuni fatti su HClO2

La base coniugata di HClO2 è ClO2-, il cui nome è clorito e il suffisso termina con "ous" invece di "ite". Sulla base della base coniugata, l'acido prende il nome. in base alla stabilità della base coniugata l'acido è deciso anche dalla sua acidità e dalla sua forza. Lo stato di ossidazione di cl è un valore intermedio in questo acido, quindi è soggetto a reazioni di sproporzione e sproporzionato a ipocloroso (+1) e acido clorico (+5).

2 HClO2 → HClO + HClO3

 III I IV

La massa molare di HClO2 è 68.46 g/mol. Il valore pka dell'acido cloroso è 1.96, quindi è meno acido dell'HClO3.

Il metodo di preparazione dell'HClO2 è, per reazione di bario o clorito di piombo con acido solforico diluito.

Ba (ClO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HClO2

Pb(ClO2)2 + H2SO4 → PbSO4 + 2 HClO2

Solo Cl è un alogeno che può formare una formula acida isolabile come HXO2, né l'acido bromoso né l'acido iodo possono mai essere isolati.

1. Come disegnare la struttura lewis di HClO2?

Per ogni molecola covalente, è molto importante disegnare la sua struttura lewis. Quindi, proviamo a disegnare la struttura lewis di HClO2 seguendo alcuni protocolli. Questa struttura HClO2 lewis ci aiuta a trovare diversi caratteri covalenti.

HClO2 struttura lewis
HClO2 Struttura di Lewis

Nel processo di disegno della struttura lewis dell'HClO2, dovremmo trovare gli elettroni di valenza per un'intera molecola. Calcoliamo separatamente gli elettroni di valenza per i singoli atomi presenti nella struttura lewis di HClO2 e li aggiungiamo insieme. Cl è un elemento del gruppo VIIA quindi ha sette elettroni di valenza nel suo orbitale di valenza, O è un elemento VIA quindi ha sei elettronise H ha un solo elettrone.

Quindi gli elettroni di valenza totali per la struttura di Lewis HClO2 sono, 7+(6*2)+1 =20 electrons.

Ora dobbiamo scegliere l'atomo centrale per la struttura di Lewis HClO2. Cl è più grande tra tutte le molecole nella struttura lewis dell'HClO2, quindi scegliamo Cl come atomo centrale per la struttura lewis dell'HClO2. Due O e H sono attaccati all'atomo centrale con un numero adeguato di legami.

Nella struttura HClO2 lewis, tutti gli atomi dovrebbero seguire la regola dell'ottetto. Quindi, secondo la regola dell'ottetto, gli elettroni richiesti per ogni atomo sono 2+(3*8) = 26 elettroni. Ma gli elettroni di valenza precedentemente calcolati per la struttura di Lewis HClO2 sono 20 elettroni. Quindi, la carenza di elettroni è 26-20 = 6 elettroni.

Sarà la carenza di sei elettroni accumulato dalle obbligazioni 6/2 = 3. Quindi, nella struttura HClO2 lewis, ci sarà un minimo richiesto di 3 legami. Abbiamo aggiunto tutti gli atomi con l'atomo centrale del numero richiesto di legami.

Due atomi di O vengono aggiunti con Cl da due legami singoli e h sarà attaccato a un O tramite un unico legame. Essendo una molecola acida HClO2 dovrebbe contenere un gruppo -OH, quindi gli atomi di H sono attaccati al sito O, non al Cl.

Dopo aver aggiunto un numero adeguato di singoli legami, abbiamo aggiunto più legami, se necessario. Per giustificare la valenza di Cl e O abbiamo aggiunto un altro legame tra Cl e O. che è un carattere di doppio legame ed è un dπ-pπ legame posteriore anche.

Ora aggiungi le coppie solitarie sui rispettivi atomi. Due O contiene due coppie di coppie solitarie ciascuna e Cl contiene anche due coppie di coppie solitarie coinvolte nell'ibridazione.

2. Forma della struttura lewis di HClO2

La forma della struttura HClO2 lewis è responsabile delle coppie solitarie sugli atomi di Cl centrali e anche intorno a due atomi di O. A causa della repulsione delle coppie solitarie-legame, la forma si discosta in qualche modo dalla forma tetraedrica effettiva.

Forma HClO2

La geometria della struttura HClO2 lewis è tetraedrica insieme a due coppie solitarie sull'atomo di Cl centrale. Ma la geometria elettronica della molecola è angolare. In realtà, senza le coppie solitarie sugli atomi di Cl, la forma del HClO2 la struttura di Lewis è piegata o angolare.

Una molecola di tipo AX2  avrà una forma lineare secondo la teoria VSEPR (Valence Shell Electrons Pair). Ma se sono presenti coppie solitarie sull'atomo centrale, la sua geometria o forma verrà modificata e deviata dalla geometria ideale.

Ancora una volta, dal conteggio degli elettroni per l'orbitale esterno per gli atomi circostanti e per l'atomo centrale ed è uguale a 8 allora la sua forma sarà tetraedrica. Quindi, se consideriamo le coppie solitarie sopra l'atomo Cl centrale nella struttura HClO2 di Lewis, allora il conteggio degli elettroni è 8 e adotta la geometria tetraedrica insieme a due coppie di coppie solitarie.

Ma senza coppie solitarie, il la forma non può essere lineare per la struttura HClO2 lewis a causa della repulsione della densità elettronica per gli atomi di O e Cl.

3. Elettroni di valenza HClO2

Gli elettroni di valenza totali per la struttura HClO2 lewis sono la somma dei singoli elettroni di valenza per ogni atomo presente nella molecola. Calcoliamo individualmente gli elettroni di valenza per ogni atomo e poi li aggiungiamo insieme per la struttura di Lewis HClO2.

L'atomo centrale nella struttura HClO2 di Lewis è Cl che è il gruppo 17th elemento nella tavola periodica, quindi ha sette elettroni di valenza nell'orbitale di valenza. Questi sette elettroni sono coinvolti nella formazione del legame o coppie solitarie, quindi contiamo sette elettroni per Cl come elettroni di valenza.

2nd l'atomo importante nella struttura di HClO2 lewis è O, che è il gruppo 16th elemento nella tavola periodica e appartiene anche al gruppo VIA. Quindi, ha sei elettroni di valenza. Questi sei elettroni sono coinvolti nella formazione del legame e nelle coppie solitarie nella struttura di HClO2 lewis, quindi consideriamo sei elettroni per O come i suoi elettroni di valenza.

L'atomo H rimanente ha un elettrone di valenza nel suo orbitale.

Quindi, gli elettroni di valenza totali nella struttura di Lewis HClO2 sono, 7+(6*2)+1 = 20 elettroni.

4. HClO2 lewis struttura coppie solitarie

Le coppie solitarie sono disponibili per quegli atomi che hanno molti elettroni dalla coppia di legami nel guscio di valenza o nell'orbitale. Solo gli atomi di O e Cl hanno coppie solitarie nella struttura lewis di HClO2.

Nella struttura HClO2 lewis, CL ha sette elettroni di valenza nel suo guscio di valenza, ma non tutti gli elettroni sono coinvolti nella formazione del legame o nella donazione, quindi gli elettroni rimanenti che non sono coinvolti nella formazione del legame esistono come coppie solitarie.

 Cl utilizzava solo tre elettroni per la formazione del legame con due atomi di O, due legami singoli e un doppio legame. Quindi, il resto dei quattro elettroni che sono presenti nel guscio di valenza di Cl nella struttura lewis di HClO2 esistono come due coppie di coppie solitarie sull'atomo di Cl.

Ora vieni in O atomi, O ha sei elettroni di valenza in quanto è un elemento VIA, ed entrambi O formano due legami nella struttura lewis di HClO2. Un atomo di O fa un legame sigma e un legame π con Cl e l'altro O crea un legame singolo con Cl e un legame sigma con l'atomo H.

Quindi, fondamentalmente, due atomi di O hanno utilizzato due elettroni di valenza nella formazione del legame e il resto dei quattro elettroni che non sono coinvolti nella formazione del legame ma nell'ottetto di contributo esiste come due paia di coppie solitarie su ciascuna O atomo nella struttura di Lewis HClO2.

H non ha opportunità del genere, quindi è una mancanza di coppia solitaria.

5. Regola dell'ottetto della struttura di Lewis HClO2

Tutti gli atomi nella tavola periodica dopo la formazione del legame cercano di completare il loro ottetto e cercano di ottenere la configurazione di gas nobile più vicina per uno stato stabile, in particolare gli elementi di blocco s e p seguono sempre la regola dell'ottetto e nella struttura di HClO2 lewis, tutti gli atomi sono dal blocco s e p quindi devono seguire la regola dell'ottetto.

La configurazione elettronica di Cl è [Ne]3s23p4, è un gruppo 17th elemento. Cl appartiene alla famiglia degli alogeni e al gruppo VIIA. Dalla configurazione elettronica dell'atomo Cl centrale, possiamo dire che ha sette elettroni di valenza che sono presenti rispettivamente negli orbitali 3s e 3p. Secondo la regola dell'ottetto, l'elemento del blocco p dovrebbe soddisfare il guscio di valenza di otto elettroni, quindi ha bisogno di un altro elettrone per completare il suo ottetto.

Ci sono cinque elettroni nell'orbitale 3p dell'atomo Cl e il numero massimo di elettroni accumulati dall'orbitale p è sei, ora forma due legami singoli con due atomi di O condivisi con due elettroni. Ora ha sei elettroni nel suo orbitale 3p in fase di ibridazione. Quindi, Cl compie il suo ottetto formando legami con O in fase di ibridazione.

Ora per O, la configurazione elettronica è, [He] 2s22p4. O è il gruppo 16th elemento e elemento VIA. Quindi, ha sei elettroni di valenza, dove due elettroni si trovano nell'orbitale 2s e quattro elettroni nell'orbitale 2p. O è anche un elemento di blocco p, quindi dovrebbe seguire la regola dell'ottetto completando il suo orbitale 2p di sei elettroni.

Ora O forma due legami uno con Cl e uno con H, oppure un doppio legame con atomi di Cl. In questi due legami, O condivide i suoi due elettroni e gli altri due elettroni provengono dal sito Cl o H. Così, dopo aver partecipato alla formazione del legame, O completa il suo ottetto adempiendo il suo 2p orbitale da sei elettroni e due elettroni sono già nell'orbitale 2s.

H è un elemento di blocco avente un elettrone nel suo orbitale. Affinché l'elemento del blocco s completi la regola dell'ottetto, ha bisogno di due elettroni nell'orbitale s perché l'orbitale s può accumulare un massimo di due elettroni solo poiché ha una subshell. Quindi, H crea un legame con O per condividere uno dei suoi elettroni e l'altro dal sito O per completare il suo ottetto.

6. Carica formale della struttura di lewis di HClO2

Lo stato di ossidazione di Cl nella struttura di Lewis HClO2 è +3 ma non possiamo prevedere che la molecola sia carica o neutra. Quindi, dobbiamo calcolare la carica formale per la molecola considerando la stessa elettronegatività per ogni sostituente.

La formula che possiamo usare per calcolare l'addebito formale, FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp

Dove Nv è il numero di elettroni nel guscio di valenza o nell'orbitale più esterno, Nlp è il numero di elettroni nella coppia solitaria e Nbp  è il numero totale di elettroni coinvolti solo nella formazione del legame.

Nella struttura di HClO2 lewis sono presenti tre diversi sostituenti, quindi dobbiamo calcolare la carica formale per un singolo atomo.

La carica formale di Cl è 7-4-(6/2) = 0

La carica formale di O è 6-4-(4/2) = 0

La carica formale di H è 1-0-(2/2) = 0

Quindi, dal calcolo della carica formale della struttura lewis di HClO2, è evidente che la molecola è neutra e su di essa non compare alcuna carica oppure la carica è completamente neutralizzata.

7. Angolo della struttura lewis di HClO2

A causa della repulsione della coppia di legami solitari, l'angolo di legame diminuisce rispetto al valore atteso nella struttura lewis di HClO2. Se è presente un fattore di deviazione, l'angolo di legame devia sempre per il corretto orientamento degli atomi nella molecola.

Angolo di legame HClO2

La geometria attorno al Cl centrale nella struttura di HClO2 lewis è tetraedrica insieme a due coppie di coppie solitarie. Quindi, l'aspettato l'angolo di legame dovrebbe essere 109.50 secondo la teoria VSEPR. Ma qui se l'angolo di legame O-Cl-O adotta a 1090 allora dovrebbe esserci una massiccia repulsione tra il doppio legame e le coppie solitarie.

Sappiamo che coppie solitarie e doppi legami richiedevano più spazio. Quindi, la molecola non esisterà più nella sua forma stabile. Quindi, evitando questo tipo di repulsione, l'angolo di legame O-Cl-O diminuisce dal suo valore originale e esso dovrebbe essere vicino a 1040. In realtà, adotta una forma di tipo piegato, quindi l'angolo di legame diminuisce per un corretto orientamento delle coppie di legami e delle coppie solitarie.

Anche in questo caso, nella struttura lewis dell'HClO2 si osserva anche un altro angolo di legame Cl-OH. Questo angolo di legame è quasi 1040 perché la struttura è come una molecola d'acqua a forma di V. In realtà, la geometria attorno alla O è tetraedrica con due coppie solitarie, ma qui la repulsione è minore rispetto al caso precedente perché lei Cl-O legame singolo è presente e la distanza di legame di un singolo legame è sempre maggiore di un doppio legame.

Quindi, qui la repulsione delle coppie solitarie è minore e l'angolo di legame è quasi 1040 come una molecola d'acqua, poiché adotta la stessa forma dell'acqua.

8. Risonanza della struttura di lewis di HClO2

La base coniugata della struttura di Lewis HClO2 è più stabilizzata alla risonanza rispetto alla molecola acida. Nello ione Cloro (ClO2-) a causa della carica negativa, le nuvole di elettroni possono essere delocalizzate tra diverse forme di scheletro tramite risonanza.

Strutture risonanti HClO2

Tutte e tre le strutture sono diverse forme risonanti della base coniugata della struttura di Lewis HClO2. Tra le tre strutture III è la struttura di risonanza che contribuisce maggiormente in quanto è più stabile a causa di un legame più covalentese la carica negativa è presente sull'atomo elettronegativo Cl.

Dopo quella struttura, viene II, poiché contiene un numero minore di legami covalenti rispetto alla struttura I ma più numero della struttura I. La struttura I è meno contribuente o meno stabile poiché contiene un numero minore di legami covalenti e una carica positiva sul atomo di Cl elettronegativo che è un fattore di destabilizzazione.

La stabilità complessiva della base coniugata della struttura di Lewis HClO2 è III>II>I.

9. Ibridazione con HClO2

L'energia dell'orbitale di Cl e O è diversa e non è facile formare un legame covalente, quindi subiscono l'ibridazione mescolando l'orbitale per produrre un orbitale ibrido di orbitale equivalente e formare un legame covalente stabile. Il Cl centrale è sp3 ibridato qui.

Abbiamo usato la formula per prevedere l'ibridazione della struttura di Lewis HClO2 è,

H = 0.5(V+M-C+A), dove H= valore di ibridazione, V è il numero di elettroni di valenza nell'atomo centrale, M = atomi monovalenti circondati, C=no. di catione, A=n. dell'anione.

Nella struttura HClO2 lewis, l'atomo di Cl centrale è, ½(6+2) = 4 (sp3)

Structure    Valore di ibridazione  Stato di ibridazione dell'atomo centrale    Angolo di legame
Lineare           2          sp/sd/pd            1800
Planner trigonale    3sp2                 1200
Tetraedrico      4sd3/ sp3            109.50
Bipiramidale trigonale 5sp3g/dsp3          900 (assiale), 1200(equatoriale)
Ottaedrico            6sp3d2/ D2sp3          900
Bipiramidale pentagonale  7sp3d3/d3sp3            900, 720

           

Dalla tabella di ibridazione possiamo dire che se il valore di ibridazione per qualsiasi atomo centrale è 4 allora dovrebbe essere sp3 ibridato.

Vediamo sotto l'ibridazione del Cl centrale nella struttura di Lewis HClO2.

Ibridazione HClO2

Dal diagramma a scatola della struttura di HClO2 lewis, possiamo dire che due coppie di coppie solitarie su Cl presentano anche un orbitale ibrido e non possiamo considerare il legame π nell'ibridazione. Qui sono coinvolti orbitali uno s e tre p.

10. Solubilità di HClO2

HClO2 solubile in,

  • Acqua
  • Benzene
  • Tetracloruro di carbonio

11. L'HClO2 è solubile in acqua?

HClO2 è ionico parziale e polare, quindi è solubile in acqua.

12. L'HClO2 è un elettrolita?

Sì, HClO2 è un elettrolita in una soluzione acquosa.

13. L'HClO2 è un elettrolita forte?

Sì, l'elettrolisi produce forti ioni H+, quindi è un forte elettrolita.

14. L'HClO2 è acido o basico?

A causa della presenza del protone acido, HClO2 è acido.

15. L'HClO2 è un acido forte?

HClO2 è un acido forte per la presenza di forti atomi di Cl e O elettronegativi.

16. L'HClO2 è acido poliprotico?

No, HClO2 è un acido monoprotico.

17. L'HClO2 è un acido di Lewis?

No, non è presente alcun sito libero in HClO2.

18. L'HClO2 è un acido di Arrhenius?

HClO2 rilascia H+ ione in un mezzo acquoso, quindi è un acido di Arrhenius.

19. L'HClO2 è polare o non polare?

Sì, HClO2 è una molecola polare a causa della sua struttura asimmetrica e del momento di dipolo risultante.

20. L'HClO2 è lineare?

No, HClO2 è piegato.

21. L'HClO2 è paramagnetico o diamagnetico?

A causa dell'assenza di elettroni spaiati, HClO2 è diamagnetico.

22. Punto di ebollizione dell'HClO2

Il punto di ebollizione dell'HClO2 è elevato a causa della rottura di un doppio legame.

23. L'HClO2 è ionico o covalente?

HClO2 è una molecola covalente.

24. HClO2 è un legame idrogeno?

No, nell'HClO2 non è presente alcun legame H.

25. HClO2 è binario o oxoacido

Sì, HClO2 è un oxoacido binario dell'alogeno.

Conclusione

HClO2 è un acido forte poiché la sua base coniugata è più stabile. L'acido è meno forte di HClO3, a causa del minor numero di atomi di O.

Biswarup Chandra Dey

La chimica non è solo leggere riga per riga e memorizzare, è un concetto da capire in modo semplice ed eccomi qui a condividere con voi il concetto di chimica che imparo perché la conoscenza vale la pena condividerla.

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