NO3- Struttura di Lewis, Geometria, Ibridazione: 9 passaggi (risolto)

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Lo ione nitrato (NO3-) ha un atomo di azoto (N) circondato da tre atomi di ossigeno (O), con 5 elettroni di valenza da N, 6 da ciascun O, più un elettrone extra dalla carica negativa, per un totale di 24 elettroni. La struttura di Lewis mostra un doppio legame NO e due legami singoli NO, con la carica negativa delocalizzata sugli atomi di ossigeno, evidenziata dalla risonanza. Ogni atomo di ossigeno nei legami singoli ha tre coppie solitarie e l'ossigeno con doppio legame ne ha due. Questa disposizione si traduce in una geometria planare trigonale con angoli di legame di circa 120°. La risonanza e la delocalizzazione degli elettroni contribuiscono alla stabilità e alla reattività degli ioni, fondamentali in molti processi biochimici e industriali.

NO3- ha una struttura planare trigonale con angolo di legame 1200. L'azoto è legato a tre atomi di ossigeno attraverso legami covalenti. Tutti questi legami covalenti hanno la stessa lunghezza a causa della risonanza. Tutti i composti del nitrato sono solubili in acqua eccetto l'ossinitrato di bismuto.

Discutiamo alcuni argomenti rilevanti riguardanti la forma, l'ibridazione, l'angolo di legame, la solubilità di NO3- struttura lewis sottostante.

NO3-Struttura di Lewis
NO3-Struttura di Lewis

Come disegnare NO3- struttura lewis?

Le strutture di Lewis sono quelle rappresentazioni strutturali in cui gli elettroni non leganti sono mostrati come punti di elettroni. Seguiamo i passaggi per disegnare la struttura lewis.

Determinazione degli elettroni di valenza:

Sia l'azoto che l'ossigeno sono elementi di blocco p e hanno rispettivamente cinque e sei elettroni nel loro guscio di valenza.

Scoprire gli elettroni di legame:

C'è un doppio legame e due legami sigma sono presenti tra azoto e ossigeno. Pertanto (4×2) =8 elettroni sono coinvolti nel legame.

Scoprire gli elettroni non leganti:

I due atomi di ossigeno, attaccati tramite singoli legami covalenti, ne hanno sei e l'ossigeno legato tramite doppio legame con l'atomo di azoto ha rispettivamente quattro elettroni non leganti.

no3- struttura lewis
NO3- Struttura di Lewis

NO3- Risonanza della struttura di Lewis

La risonanza è il movimento della nuvola di elettroni pi su tutta la molecola a scopo di stabilizzazione. Disegniamo le strutture di risonanza dello ione nitrato.

Tutte le strutture di risonanza di NO3- hanno uguale contributo alla sua struttura ibrida. Sono possibili tre strutture di risonanza per lo ione nitrato e tutte sono equivalenti a causa della uguale lunghezza del legame NO.

Le strutture di risonanza aiutano a identificare la struttura più stabile e ibrida di qualsiasi molecola. La carica formale di ciascuno degli atomi può anche essere calcolata dalle strutture di risonanza.

Struttura di risonanza NO3
NO3- Struttura di risonanza

NO3- Forma della struttura di Lewis

Struttura di Lewis la forma, definita dalla teoria VSEPR, determina la disposizione molecolare tridimensionale degli atomi in una molecola. Scopriamo la forma di NO3-.

I struttura legislativa la forma di NO3- è trigonale planare. Contiene tre atomi di ossigeno e un atomo di azoto che sono legati tra loro da legami covalenti. NO3- ottiene questa forma planare trigonale a causa dell'ibridazione sp2 dell'atomo di azoto.

La forma e la geometria di questo ione sono le stesse perché l'azoto non ha una coppia solitaria nel nitrato. Se l'azoto ha una coppia solitaria, la forma sarà deviata dalla sua geometria poiché le coppie solitarie comporteranno la repulsione della coppia di legami solitari con i legami NO.

NO3- Carica formale della struttura di Lewis

La struttura ibrida di risonanza aiuta a calcolare la carica formale di ciascun atomo in una molecola. Calcoliamo l'addebito formale di NO3-.

La formula del NO3- il calcolo formale della carica è = {Numero totale di elettroni di valance – il numero di elettroni rimane come non legato – (numero di elettroni coinvolti nella formazione del legame/2).} Una carica positiva sull'azoto e due cariche negative sull'atomo di ossigeno rendono la molecola una carica negativa specie.

  • Carica formale di azoto = 5 – 0 – (8/2) = +1
  • Carica formale di ciascuno degli ossigeno attaccati tramite legame singolo con azoto = 6 – 6 – (2/2) = -1
  • Carica formale di ossigeno fissata tramite doppio legame con azoto = 6 – 4 – (4/2) = 0
  • La carica formale dell'intera molecola è = +1-1-1 = 0.

NO3- Angolo della struttura di Lewis

Struttura di Lewis angolo, determinato dalla forma della molecola si forma tra due legami covalenti e un atomo. Spieghiamolo in dettaglio.

I struttura legislativa l'angolo di NO3- è 1200. È l'effettivo angolo di legame di qualsiasi molecola trigonale planare e ibridata sp2. Come l'ibridazione, anche l'angolo di legame può essere deciso dalla teoria VSEPR (repulsione della coppia di elettroni del guscio di valenza).

Lo ione nitrato mostra il suo angolo di legame effettivo in base alla sua forma e ibridazione a causa dell'assenza di coppie solitarie sull'atomo centrale. Queste coppie solitarie implicano la repulsione della coppia di legami solitari e l'angolo di legame sarà ridotto rispetto al suo angolo effettivo.

NO3- Regola dell'ottetto della struttura di Lewis

La regola dell'ottetto descrive che ogni atomo dovrebbe avere otto elettroni nel suo guscio di valenza come la sua molecola di gas nobile più vicina. Scopriamo se gli atomi in NO3- obbedire o meno alla regola dell'ottetto.

Tutti gli atomi in NO3- obbedire alla regola dell'ottetto nel modo seguente:

  • L'azoto ha cinque elettroni di valenza e condivide altri tre elettroni con i tre atomi di ossigeno. Pertanto, la regola dell'ottetto è soddisfatta in caso di azoto.
  • Ciascuno dei due atomi di ossigeno (con carica negativa) ha sei elettroni nella maggior parte del guscio esterno e riceve altri due elettroni dall'azoto e l'ottetto viene riempito.
  • Anche il resto dell'atomo di ossigeno (legato con doppio legame) soddisfa la regola dell'ottetto perché condivide due elettroni con l'azoto con l'azoto.

NO3- Le coppie solitarie della struttura di Lewis

Le coppie solitarie sono considerate come quegli elettroni di valenza che non vengono scambiati con altri atomi attraverso la formazione di legami. Discutiamo sulle coppie solitarie.

Formula del calcolo delle coppie solitarie o elettrone non legato in NO3- = numero totale di elettroni di mantovana – numero di elettroni legati.

  • Numero di elettroni non legati nell'azoto = 5 – 5 = 0
  • Numero di elettroni non legati nell'atomo di ossigeno caricato negativamente = 6 – 0 = 6
  • Numero di elettroni non legati nell'ossigeno neutro = 6 – 2 = 4
  • Pertanto, il numero totale di coppie solitarie in NO3- è = (6×2) + 4 = 16

NO3- Elettroni di valenza

Gli elettroni di valenza sono definiti come quegli elettroni che appartengono al guscio più esterno associato a un atomo. Contiamo gli elettroni di valenza di NO3-.

Numero totale di elettroni di valenza in NO3- is (3×6) + 5 = 23 ed è determinato dalla somma degli elettroni di valenza di un azoto e tre atomi di ossigeno. Essendo un elemento di blocco ap, l'azoto e l'ossigeno hanno cinque e sei elettroni rispettivamente nei loro orbitali 2s e 2p.

Azoto e ossigeno hanno riempito completamente l'orbitale 2s (2s2) e 2p orbitale che sono riempiti con tre elettroni in caso di azoto (2p3) e quattro elettroni nell'atomo di ossigeno (2p4). Questi due orbitali sono considerati come guscio di valenza.

NO3- ibridazione

Il concetto di mescolare due orbitali atomici per generare un nuovo orbitale ibrido è chiamato ibridazione. Discutiamone.

L'ibridazione dell'azoto in NO3- è sp2. Gli orbitali 2s e 2p dell'azoto sono coinvolti in questa ibridazione con tre atomi di ossigeno. Poiché l'azoto non ha elettroni rimasti come non leganti, tutti e cinque gli elettroni sono coinvolti nella formazione di legami NO.

La geometria molecolare può essere determinata solo dall'ibridazione orbitale della molecola. Tutta la sp2 l'atomo ibridato mostra sempre una forma planare trigonale in assenza di coppie solitarie.

È no3- un solido?

Lo stato fisico di qualsiasi molecola dipende dalla natura della molecola o dello ione. Discutiamone.

Non si può commentare se NO3- è solido, liquido o gassoso perché è solo uno ione poliatomico costituito da atomi di azoto e ossigeno. Per commentare lo stato fisico di NO3-, dovrebbe essere attaccato con qualsiasi metallo o atomo e solo allora può essere determinato.

Perché e come NO3- non è un solido?

NO3- non può essere una sostanza solida perché non è un composto, uno ione poliatomico. Il punto di ebollizione può essere misurato solo per qualsiasi composto, non per qualsiasi ione. Se forma un composto, è possibile deciderne lo stato fisico. Ad esempio, HNO3 è un composto liquido mentre il nitrato di sodio è una sostanza solida.

È no3- solubile in acqua?

La solubilità dipende dalla natura (polare o non polare) delle molecole di soluto e solvente.

La maggior parte dei NO3- composti sono solubili in acqua. I composti contenenti ioni nitrato sono polari nella maggior parte delle volte e i composti polari sono sempre solubili in solventi polari come l'acqua.

Perché e come NO3- sono solubili in acqua?

NO3- i composti sono solubili in acqua perché le molecole d'acqua formano un'atmosfera ionica attorno alle molecole di soluto polare. L'estremità positiva dell'acqua copre l'estremità negativa del soluto e l'estremità dell'ossigeno dell'acqua forma l'atmosfera ionica attorno all'estremità positiva del soluto.

Ad esempio, i seguenti composti di NO3- sono solubili in acqua-

  • Nitrato di sodio
  • L'acido nitrico
  • Nitrato di calcio

È no3- polare o non polare?

La polarità o non polarità dipende dalla disposizione dei legami e dalle elettronegatività della molecola. Discutiamo se NO3- è polare o non polare.

NO3- è polare perché ha forma trigonale e tutti gli atomi in esso contenuti sono altamente elettronegativi. Non vi è alcuna cancellazione del dipolo di legame in NO3-. Pertanto, contiene un momento di dipolo permanente.

Perché e come NO3- è polare?

La polarità di NO3- dipende dalla sua forma trigonale. Discutiamo di seguito.

NO3- è polare perché un momento di legame NO non può essere cancellato da un altro legame NO. Se un dipolo di legame viene cancellato da un altro, allora il momento di dipolo netto di NO3- sarà zero e sarà considerata come molecola non polare.

È no3- un acido o una base?

Per l'acidità o la basicità di qualsiasi composto, dovrebbe essere determinato se è ricco di elettroni o meno. Scopriamolo.

NO3- è considerata una base coniugata perché è uno ione poliatomico ricco di elettroni. Si comporta come base di Lewis perché può donare la densità elettronica in eccesso a qualsiasi acido di Lewis.

Perché e come NO3- è una base?

Essendo un composto di nitrato metallico come NaNO3, NO3- è formato. Concentriamoci su di esso.

NO3- è una base perché la sua densità elettronica in eccesso può essere donata attraverso l'atomo di ossigeno. Per l'acido nitrico, NO3- può formare un legame covalente con l'idrogeno, un acido di Lewis o una specie carente di elettroni attraverso l'estremità dell'ossigeno.

Pertanto, la densità elettronica in eccesso dell'ossigeno viene spostata verso l'idrogeno attraverso il nuovo legame covalente tra ossigeno e idrogeno.

È no3- un elettrolita?

Qualsiasi composto può essere elettrolita solo se può essere dissociato in due ioni di carica opposta in soluzione acquosa. Spieghiamolo se NO3- è elettrolita o no.

NO3- può essere elettrolita solo se forma un composto con qualsiasi atomo di metallo o idrogeno. Ad esempio, sia il nitrato di sodio che l'acido nitrico sono di natura elettrolitica.

Perché e come NO3- non è un elettrolita?

NO3- sarà un elettrolita e può essere dissociato in due ioni opposti se è attaccato con un atomo per formare una molecola. Pertanto non si può commentare se NO3- può essere elettrolita o può condurre elettricità.

È no3- ionico o covalente?

Il carattere ionico o covalente dipende dalla presenza di legame ionico o covalente. Diamo una panoramica su di esso.

NO3- è covalente perché l'azoto è legato ai tre atomi di ossigeno attraverso legami covalenti formati dalla condivisione di elettroni tra gli atomi costituenti.

Perché e come NO3- è un composto covalente?

La condivisione di elettroni tra gli atomi rende una molecola un composto covalente. Parliamo di questo.

NO3- è covalente per la presenza di legami covalenti. Questi legami covalenti si formano a causa della condivisione di elettroni tra azoto e ossigeno. I legami ionici possono essere formati solo se le coppie di elettroni sono completamente trasferite dall'atomo elettropositivo a quello elettronegativo. Pertanto, non è un composto ionico.

Conclusione

Il nitrato è un composto covalente idrosolubile con usi significativi in ​​diversi campi. È usato come fertilizzante nell'industria agricola. Si comporta anche come un bene agente ossidante in diverse reazioni chimiche.

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