In questo articolo, dovremmo discutere la struttura di Lewis di HClO3 e diversi fatti caratteristici. Iniziamo l'articolo con il carattere covalente della struttura lewis di HClO3.
Nella struttura HClO3 lewis, Cl è in uno stato di ossidazione +5 ed è il suo stato di ossidazione più alto, quindi può comportarsi come agente ossidante, può subire una riduzione e ossidare altri sostituenti. Il valore pka di HClO3 è molto basso, quasi negativo, quindi è un forte acido inorganico. l'atomo di Cl centrale è sp3 ibridato qui. La geometria attorno al Cl centrale è piramidale nella struttura di Lewis HClO3.
Ci sono due atomi di O a doppio legame e un gruppo -OH è attaccato all'atomo di Cl centrale. Il Cl centrale contiene cinque coppie di legami e una coppia solitaria. La geometria attorno a una singola O è piegata.
Alcuni fatti importanti su HClO3
HClO3 è liquido allo stato fisico. È un composto liquido incolore. La massa molare dell'acido clorico è 84.45 g/mol. La densità dell'acido è 1 g/mL.
L'acido clorico può essere preparato mediante la reazione di acido solforico con clorato di bario in laboratorio. Il solfato di bario insolubile viene rimosso mediante il metodo della precipitazione.
Ba (ClO3)2 + H2SO4 → 2 HClO3 + BaSO4
Il riscaldamento dell'acido ipocloroso è un altro metodo per preparare l'acido clorico insieme all'acido cloridrico.
3 HClO → HClO3 + 2 HCl
La soluzione acquosa può essere concentrata fino al 40% in Vaccum; la decomposizione si verifica a seguito di ulteriore concentrazione o riscaldamento:
8 HClO3 → 4 HClO4 + 2 H.2O + 2 Cl2 + 3 O2
3 HClO3 → HClO4 + H2O + 2 ClO2
L'acido clorico e la sua base coniugata clorato sono entrambi forti agenti ossidanti.
3 KClO3 + 4HCl = 2KCl + Cl2 +2ClO2 + 2H2O
La miscela di Cl2 e ClO2 è noto come eucloruro.
1. Come disegnare la struttura lewis di HClO3?
A disegnare la struttura lewis di HClO3, dobbiamo seguire la regola dell'ottetto poiché Cl centrale proviene dall'elemento del blocco p. Con l'aiuto della struttura di Lewis, possiamo comprendere le diverse proprietà covalenti di HClO3.
Passo 1- Nella prima fase della struttura di HClO3 lewis, dovremmo contare gli elettroni di valenza di ogni sostituente individualmente e sommarli insieme. Ora arriva con Cl, che è il blocco p, gruppo 17th elemento. Quindi, ha sette elettroni nel suo orbitale di valenza.
Ora per O, è anche l'elemento del blocco p e il gruppo 16th elemento. Appartiene al gruppo dell'elemento VIA quindi ha sei elettroni nel suo orbitale di valenza, un elettrone in meno da Cl. Sono presenti tre atomi di O, quindi lo sono gli elettroni di valenza totali 3*6 = 18 elettroni.
Ora vieni per l'ultimo atomo che è H. H è l'elemento del gruppo IA e ha un solo elettrone che è solo il suo elettrone di valenza.
Quindi, nella struttura HClO3 lewis, il numero totale di elettroni di valenza è 7+18+1 = 26 elettroni.
Passo 2- nel 2nd passo del disegno della struttura di lewis, decidiamo quale sarà l'atomo centrale. Qui si verifica ambiguità tra gli atomi di O e Cl. Entrambi sono elementi di blocco p e l'elettronegatività è quasi la stessa per quei due elementi. Ma differiscono per le loro dimensioni.
La dimensione di Cl è maggiore di O, perché la dimensione del gruppo della tavola periodica aumenta a causa dell'aumento del numero quantico principale di atomi.
Quindi, Cl viene scelto come atomo centrale qui e tre atomi di O sono presenti come tre atomi circostanti.
Passo 3- Tutti gli atomi nella struttura lewis di HClO3 provengono da elementi di blocco s e p. Quindi, qui viene applicata la regola dell'ottetto. Secondo la regola dell'ottetto, l'elemento blocco completa il suo orbitale più esterno con a massimo di due elettroni.
Secondo la regola dell'ottetto dell'elemento del blocco p, completano il loro guscio di valenza di otto elettroni poiché l'orbitale p contiene un massimo di sei elettroni e l'elemento del blocco p contiene sempre l'orbitale s e ci sono due elettroni.
Quindi, secondo la regola dell'ottetto, gli elettroni richiesti per la struttura HClO3 di Lewis sono 4*8 +2 = 34 elettroni. Ma gli elettroni di valenza disponibili nella struttura di Lewis HClO3 sono 26 elettroni. Quindi, la carenza di elettroni è 34-26 = 8 elettroni. Questi 8 elettroni sono accumulati nei legami 8/2 = 4 tra i sostituenti nella struttura di Lewis HClO3.
Passo 4- Ora, in questo passaggio, abbiamo unito tutti gli atomi tra loro nella struttura lewis HClO3 per il numero richiesto di legami. Cl è l'atomo centrale qui, quindi Cl viene presentato come posizione centrale e quindi aggiunge il numero richiesto di legami per collegare tutti gli atomi. Tre atomi di O sono collegati con tre legami singoli con l'atomo di Cl centrale e un legame viene utilizzato per collegare un H con uno degli atomi di O.
Quindi, tutti e quattro i legami vengono utilizzati correttamente e utilizzati solo per la formazione di legami sigma.
Passo 5- Nell'ultimo passaggio, dovremmo verificare se tutti gli atomi in una molecola sono soddisfatti dal loro ottetto o meno. Per soddisfare il loro ottetto dovremmo aggiungere più legami e assegnare coppie solitarie su di essi. Per completare l'ottetto di Cl centrale, dovremmo aggiungere due doppi legami tra Cl e due atomi. Ora una coppia solitaria è assegnata sull'atomo di Cl.
Tutti e tre gli atomi di O formano due legami, sia un doppio legame con Cl centrale o un legame con Cl centrale e un legame con l'atomo H. Ora su di loro vengono assegnate quattro coppie solitarie.
2. HClO3 forma della struttura lewis
La geometria dell'HClO3 struttura legislativa è quasi lo stesso attorno agli atomi centrali di Cl e O, ma le forme sono diverse a causa dei diversi ambienti presenti. Poiché Cl è l'atomo centrale, concentriamo la forma attorno all'atomo di Cl centrale nella struttura lewis di HClO3. La forma è piramidale.
La geometria di una molecola è determinata dalla teoria VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) o dalla presenza di elettroni circostanti. Ora dalla teoria VSEPR, possiamo dire che se AX3 tipo di molecola avente coppia solitaria sull'atomo centrale è sempre adottata la geometria tetraedrica.
La geometria tetraedrica è l'ideale per un sistema a 8 elettroni, ma a causa della repulsione del legame a coppia solitaria, sarà deviato dalla forma effettiva.
Nella struttura HClO3 lewis sono presenti due doppi legami, sappiamo che i doppi legami richiedono più spazio e sono presenti anche coppie solitarie. Per evitare la repulsione adotta una forma piramidale attorno all'atomo di Cl centrale.
Ma qui è presente un'altra forma in questa molecola. La geometria attorno agli atomi di O a legame singolo è diversa dall'atomo di Cl centrale. Nell'atomo O a legame singolo, ci sarà un il conteggio degli elettroni sarà 8 e si prevede che adotti la geometria tetraedrica. Ma adotta a forma piegata come una molecola d'acqua a causa della repulsione nell'ambiente circostante.
3. Elettroni di valenza HClO3
Nella struttura HClO3 lewis, gli elettroni di valenza sono forniti dai suoi sostituenti come atomi di Cl, O e H. Prevedi individualmente gli elettroni di valenza per ogni atomo e aggiungili insieme per ottenere gli elettroni di valenza totali per la struttura di Lewis HClO3.
Gli atomi di Cl, O e H sono presenti come sostituenti nella struttura di Lewis HClO3.
Il gruppo 17th l'elemento Cl ha una configurazione elettronica [Ne] 3s23p5. È presente come a Elemento VIIA della famiglia degli alogeni. Dalla configurazione elettronica di questo elemento possiamo dire che l'orbitale di valenza di Cl è 3s e 3p. C'è un totale di sette elettroni presenti nel rispettivo orbitale. Quei sette elettroni sono elettroni di valenza poiché si presentano nell'orbitale di valenza, quegli elettroni partecipano alla formazione del legame o alla donazione.
Ora la configurazione elettronica del gruppo 16th l'elemento O è [He]2s22p4. È presente nell'elemento VIA e dalla configurazione elettronica, possiamo dire che gli orbitali 2s e 2p sono l'orbitale di valenza o l'orbitale più esterno per O. quindi gli elettroni presenti in quegli orbitali sono gli elettroni di valenza per O. Quindi, O ha sei elettroni di valenza come due elettroni sono presenti nell'orbitale 2s e 4 elettroni sono presenti nell'orbitale 2p.
Ora vieni per H. è il primo elemento nella tavola periodica e la posizione del suo 1st gruppo e 1st periodo.. Appartiene al gruppo IA e la sua configurazione elettronica è 1s1. Quindi, l'orbitale 1s è il suo orbitale di valenza e solo un elettrone è l'elettrone di valenza per H.
Quindi, gli elettroni di valenza totali per la struttura di Lewis HClO3 sono 7+(6*3)+1 =26 elettroni.
4. HClO3 lewis struttura coppie solitarie
Nella struttura HClO3 lewis, solo gli atomi di Cl e O contengono solo la coppia solitaria. Le coppie solitarie totali della struttura di Lewis HClO3 sono la somma delle coppie solitarie di singoli atomi.
Per contare la coppia solitaria per ogni singolo atomo dovremmo controllare la configurazione elettronica e gli elettroni di valenza per gli individui. Le coppie solitarie sono l'unico tipo di elettroni di valenza perché sono presenti nel guscio di valenza di ogni atomo ma non partecipano alla formazione del legame ed esistono come coppia di elettroni sul rispettivo atomo. Contribuisce alla regola dell'ottetto.
Dalla configurazione elettronica di Cl, è evidente che ci sono sette elettroni presenti per Cl come elettroni di valenza, ora Cl formava tre legami sigma con tre atomi di O e due doppi legami con due atomi di O. Quindi, dopo la formazione del legame multiplo, due elettroni rimangono nel guscio di valenza per Cl. Questi due elettroni esistono come coppia solitaria per Cl.
Per tre atomi di O, due atomi di O stanno creando un doppio legame con Cl e un atomo di O fa un legame con Cl e un legame con H. quindi tre O hanno usato i loro due elettroni per la formazione del legame e sappiamo che O ha sei elettroni di valenza, quindi il resto di quattro elettroni esiste come due coppie di coppie solitarie su tre O atomi.
H ha un solo elettrone che l'elettrone viene utilizzato per la formazione del legame sigma con uno degli atomi di O. Quindi, H non ha una coppia solitaria nella struttura di Lewis HClO3.
5. Carica formale della struttura di lewis di HClO3
A causa della presenza di diversi atomi elettronegativi nell'HClO3, dovremmo controllare la carica complessiva della struttura lewis dell'HClO3. Questo processo è chiamato accusa formale. Ma assumiamo qui che tutti gli atomi abbiano la stessa elettronegatività, quindi non c'è differenza di elettronegatività nella struttura di HClO3 lewis.
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.
sono presenti tre diversi sostituenti Cl, O e H, quindi dobbiamo calcolare l'addebito formale per loro separatamente.
La carica formale sugli atomi di Cl è 7-2-(10/2) = 0
La carica formale su O atomi è 6-4-(4/2) = 0
La carica formale sull'atomo H è 1-0-(2/2) = 0
Quindi, dal calcolo di cui sopra, è evidente che ogni atomo nella struttura di HClO3 lewis è neutro. Si riflette inoltre sul fatto che anche la struttura HClO3 lewis è una molecola neutra.
6. HClO3 regola dell'ottetto della struttura di lewis
Ogni elemento del blocco s e p segue la regola dell'ottetto dopo la formazione di qualsiasi legame o molecola, per ottenere stabilità come i gas nobili. Cercano di ottenere la struttura elettronica come i gas nobili più vicini. I sostituenti nella struttura lewis di HClO3 sono formati da elementi di blocco s e p e avrebbero dovuto seguire la regola dell'ottetto.
Il Cl centrale nella struttura HClO3 lewis è del gruppo 17th elemento e ha sette elettroni di valenza. È un elemento di blocco ap, quindi secondo la regola dell'ottetto, dovrebbe completare il suo ottetto completando il guscio di valenza di otto elettroni. Quegli elettroni provengono dall'accettazione degli altri o dalla condivisione tramite un legame con un altro atomo.
Cl crea tre legami con tre atomi di O condividendone tre dai suoi elettroni e uno da tre atomi di O ciascuno. Ora ha sei elettroni nel suo orbitale di valenza p e già due elettroni che sono presenti nell'orbitale s, quindi ora può completare il suo ottetto con otto elettroni. Quindi, nella struttura HClO3 lewis, Cl può completare il suo ottetto formando legami tre-sigma con tre atomi di O e completando il suo orbitale p e s.
Ora per H, ha un solo elettrone di valenza ed è un elemento di blocco, quindi ha bisogno di un altro elettrone per completare il suo ottetto. Quindi, quando H crea un legame con O per condividere un elettrone dal suo lato e uno dal lato O, allora può completare il suo ottetto.
Per gli atomi di O ci sono due tipi di atomi di O presenti nella struttura di HClO3 lewis. Due atomi di O sono attaccati all'atomo di Cl centrale con un doppio legame e un atomo di O è attaccato con un legame singolo. O atomo ha sei elettroni di valenza e usava due elettroni per doppi legami o due legami sigma, quindi O ha due coppie di elettroni di legame dal suo lato e due elettroni da un altro sito con cui si lega, e il resto delle quattro coppie solitarie. Quindi, anche gli atomi di O completano il loro ottetto condividendo un legame con altri atomi nella struttura lewis di HClO3.
7. Angolo della struttura di lewis di HClO3
L'angolo di legame attorno all'atomo di Cl centrale nella struttura di Lewis HClO3 è inferiore a 1200. Ma l'angolo attorno agli atomi di O a legame singolo è quasi 1040.
Dalla teoria VSEPR, possiamo dire che l'angolo di legame per la struttura piramidale è quasi di circa 1200. Ma l'angolo di legame trigonale planare è 1200. Ma l'angolo di legame attorno all'atomo di Cl centrale è inferiore a 1200, a causa della presenza di un ampio doppio legame, si verifica la repulsione delle coppie solitarie.
A causa della riduzione al minimo di tale repulsione, la struttura di Lewis HClO3 regola il suo angolo di legame in una certa misura e l'angolo di legame diminuisce. Se è presente un fattore di deviazione che è la repulsione della coppia solitaria o la repulsione della coppia di legami, l'angolo di legame della molecola diminuisce sempre rispetto al valore atteso.
Ancora una volta, qui si osserva un altro angolo di legame tra gli atomi Cl e H attorno a un atomo di O a legame singolo.
La parte attorno agli atomi di O a legame singolo è tetraedrica, quindi l'angolo di legame dovrebbe essere 1090, ma sono presenti due coppie solitarie, quindi si verifica anche la repulsione. Per ridurre al minimo la repulsione anche qui l'angolo di legame diminuisce ed è intorno a 1040.
8. Risonanza della struttura di lewis di HClO3
ClO3- invece di HClO3 mostra una diversa struttura risonante e sulla base di ClO3- struttura di risonanza l'acidità di HClO3 dipende.
Tutti e quattro sono le diverse strutture risonanti di ClO3-. La struttura IV è la struttura che contribuisce maggiormente perché ha la massima stabilità, a causa di un numero massimo di legame covalente e la carica negativa è presente su atomi di Cl elettronegativi.
Dopodiché, diminuendo il numero di legami covalenti struttura III, quindi II e contributo minimo sono I.
A causa del maggior numero di strutture risonanti della base coniugata, la struttura HClO3 lewis è un acido forte.
9. Ibridazione HClO3
2p di O e 3p o Cl hanno energia diversa, quindi subiscono l'ibridazione per formare un nuovo orbitale ibrido di energia equivalente. Nella struttura HClO3 lewis, Cl centrale è sp3 ibridato.
Abbiamo usato la formula per prevedere l'ibridazione dell'HClO3 struttura legislativa 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=n. di catione, A=n. dell'anione.
Quindi, l'ibridazione degli atomi di Cl centrali è, 1/2(5+3) = 4 (sp3)
| Structure | Valore di ibridazione | Stato di ibridazione dell'atomo centrale | Angolo di legame |
| Lineare | 2 | sp/sd/pd | 1800 |
| Planner trigonale | 3 | sp2 | 1200 |
| Tetraedrico | 4 | sd3/sp3 | 109.50 |
| Bipiramidale trigonale | 5 | sp3g/dsp3 | 900 (assiale), 1200(equatoriale) |
| Ottaedrico | 6 | sp3d2/ D2sp3 | 900 |
| Bipiramidale pentagonale | 7 | sp3d3/d3sp3 | 900, 720 |
Quindi, dalla tabella di ibridazione è evidente se il numero di orbitali coinvolti nell'ibridazione è 4 allora l'atomo centrale dovrebbe essere sp3 ibridato.
Cerchiamo di capire l'ibridazione del Cl centrale nell'HClO3 struttura legislativa.
Dal diagramma a scatola, è evidente che consideriamo solo il legame sigma nell'ibridazione e non i legami multipli.
10 Solubilità di HClO3
HClO3 è solubile nella seguente soluzione,
- Water
- CCl4
- etanolo
- Benzene
11 HClO3 è solubile in acqua?
HClO3 è un solvente polare e anche l'acqua è polare, quindi è solubile in acqua (come si dissolve come).
12 HClO3 è un elettrolita?
Sì, HClO3 in soluzione acquosa si è sciolto e ionizzato in cationi e anioni e trasporta corrente, quindi è un elettrolita.
13 L'HClO3 è un elettrolita forte?
Sì, HClO3 è un elettrolita forte perché la dissociazione in una soluzione acquosa dà lo ione H+ che migra molto velocemente e trasporta più corrente, quindi è un elettrolita forte.
14 HClO3 è acido o basico?
L'HClO3 ha un atomo di H acido, quindi è acido.
15 HClO3 è un acido forte?
A causa della presenza di atomi più elettronegativi, attirano verso di sé la densità elettronica sigma e il rilascio del protone acido è molto facile, quindi è fortemente acido.
16 HClO3 è acido poliprotico?
No, ha un solo protone quindi non è un acido poliprotico.
17 HClO3 è un acido di Lewis?
Non c'è nessun sito libero qui presente per accettare una coppia solitaria, quindi HClO3 non può essere un acido di Lewis.
18 HClO3 è un acido di Arrhenius?
Sì, può rilasciare un H+ ione, quindi è un acido di Arrhenius.
19 HClO3 o HIO3 è più forte?
Cl ha un'elettronegatività maggiore di I, quindi HClO3 è un acido più forte di HIO3.
20 HClO3 è più forte di HClO2?
HClO3 ha più atomi di O di HClO2, quindi HClO3 è più forte di HClO2.
21 HClO3 è un acido binario?
No, è acido ternario.
22 HClO3 è polare o non polare?
HClO3 è un composto polare, poiché ha un momento di dipolo risultante a causa della sua struttura asimmetrica.
23 HClO3 è lineare?
No, HClO3 è piramidale.
24 HClO3 è paramagnetico o diamagnetico?
HClO3 è di natura diamagnetica a causa dell'assenza di elettroni spaiati.
25 Punto di ebollizione HClO3
Il punto di ebollizione di HClO3 è 190C.
26 HClO3 è diprotico?
HClO3 è monoprotico.
27 HClO3 è ionico o covalente?
HClO3 è covalente.
28 HClO3 è un catione?
No HClO3 non è un catione ma H+ è il suo catione.
29 HClO3 è più forte di HCl?
No, HCl è più forte di HClO3.
30 HClO3 è più forte di hclo4?
No, HClO4 è più forte di HClO3 a causa del maggior numero di atomi di O presenti.
31 HClO3 è più forte di HClO?
Sì, HClO3 è più forte di HOCl.
32 HClO3 è un oxoacido?
Sì, HClO3 è un oxoacido di Cl.
33 HClO3 è acquoso?
HClO3 è liquido.
Conclusione
HClO3 struttura legislativa è un composto ternario e acido monobasico. è un acido molto forte per la presenza di un numero maggiore di atomi di O. È un esempio di ossoacido di alogeno, Cl.
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