Lo ione cianato ha la formula chimica OCN-. È anche noto come isocianati. È un ligando ambidentato che forma complessi.
Il cianato è una sostanza liquida incolore con un leggero odore. Se trattato con acqua crea fumi tossici ed anche se riscaldato ad alta temperatura fino alla decomposizione può produrre fumi di cianuro e ossidi nitrici tossici per la salute. In questo editoriale stiamo imparando a conoscere OCN- la struttura di lewis e i suoi fatti dettagliati.
Come disegnare la struttura di Lewis per OCN-?
Alcuni punti da ricordare mentre disegnando qualsiasi struttura lewis
- Calcolo degli elettroni di valenza totale della struttura
- L'elemento ha bisogno dell'elettronegatività più bassa per occupare la posizione centrale
- Collegamento di tutti gli elementi con incollaggio
Formula chimica per cianato lo ione è OCN-.
Il peso molecolare di OCN- è 42.017 g mol-1.
La geometria molecolare di OCN- è di forma lineare.
OCN- ha l'ibridazione sp.
OCN- è di natura polare.
L'isomero dell'anaione fulminato meno stabile è il cianato. Ha anche varie forme di sale come il cianato di ammonio. Il cianato è un anione costituito da tre diversi elementi cioè ossigeno, carbonio e azoto. La maggior parte dei composti di cianato sono tossici per l'inalazione, infiammabili e possono anche causare irritazioni agli occhi, alla pelle e alle mucose.
È un ligando ponte e ambidentato (ambidentato significa che può coordinarsi con uno dei suoi due diversi elementi).
Nella struttura di OCN-lewis, esiste un unico legame covalente tra carbonio e atomo di ossigeno e un triplo legame tra ossigeno e atomi di azoto. L'atomo di azoto in OCN- la struttura di lewis ha una carica negativa su di esso.
OCN- elettroni di valenza
- OCN- Calcolo degli elettroni di valenza totale della struttura
Calcoliamo gli elettroni di valenza totali sullo ione OCN-. Come noi sappi che lo ione OCN- coinvolge tre elementi ossigeno, carbonio e azoto, dobbiamo controllare la posizione del gruppo di questi tre elementi nella tavola periodica. L'atomo di ossigeno appartiene a 16th gruppo, l'atomo di carbonio appartiene a 14th gruppo e l'atomo di azoto appartiene a 15th gruppo della tavola periodica.
Pertanto, l'atomo O contiene 6 elettroni di valenza, l'atomo C contiene 4 elettroni di valenza e l'atomo N contiene 5 elettroni di valenza nel loro guscio di valenza. Poiché lo ione OCN ha un atomo O, un atomo C e un atomo N, calcoliamo prima gli elettroni di valenza totali per lo ione OCN.
Elettroni di valenza dell'atomo di ossigeno = 6 x 1 (O) = 6
Elettroni di valenza dell'atomo di carbonio = 4 x 1 (C) = 4
Elettroni di valenza dell'atomo di azoto = 5 x 1 (N) = 5
Ora aggiungi un elettrone in più per la carica negativa (-) presente sullo ione OCN-
Quindi, elettroni di valenza totale dello ione OCN- = 6 (O) + 4 (C) + 5 (N) + 1 (-) = 16
Pertanto, gli elettroni di valenza totali su OCN- struttura legislativa ha sedici anni.
Troviamo le coppie di elettroni totali sulla struttura di OCN-lewis dividendo per due gli elettroni di valenza totali.
OCN- coppie di elettroni totali = OCN- elettroni di valenza totali / 2 = 16/2 = 8
Quindi, ci sono un totale di otto coppie di elettroni sulla struttura di OCN-lewis.
- L'elemento ha bisogno dell'elettronegatività più bassa per occupare la posizione centrale
L'atomo con meno elettronegatività occuperà la posizione centrale dell'OCN- struttura legislativa. L'atomo O ha elettronegatività 3.44, l'atomo C ha elettronegatività 2.55 e l'atomo di azoto ha elettronegatività 3.04. Quindi, l'atomo di carbonio è meno elettronegativo da tutti e tre gli elementi. Quindi l'atomo di carbonio occuperà la posizione centrale dell'OCN- struttura legislativa.
- Collegamento di tutti gli elementi con incollaggio
Ora, collega tutti e tre gli elementi O, C e N tra loro collegandoli con un unico legame covalente tra di loro. Vi è il coinvolgimento di due elettroni di valenza in ogni singolo legame covalente.
OCN- regola dell'ottetto della struttura di lewis
Abbiamo un totale di 16 elettroni di valenza in OCN- struttura legislativa, di cui quattro elettroni coinvolti nel legame tra OC e CN cioè due coppie di legami. Ora ci rimangono più 12 elettroni di valenza per la distribuzione su OCN- struttura legislativa per completare l'ottetto di tutti e tre gli elementi presenti nello ione.
Per completare l'ottetto dobbiamo mettere gli otto elettroni nel guscio di valenza degli atomi. Ora dobbiamo completare l'ottetto degli elementi esterni, cioè ossigeno e atomo di azoto.
La struttura sopra mostra che gli elettroni rimanenti vengono condivisi su O e N, ci sono sei elettroni sull'ossigeno e sei elettroni sull'atomo di azoto vengono distribuiti. Quindi possiamo vedere che gli atomi O e N hanno un ottetto completo, cioè due coppie di legami e tre coppie solitarie. Allo stesso modo, l'atomo N ha anche elettroni di legame teo e tre elettroni solitari.
Pertanto, l'atomo O e N ha un ottetto completo con otto elettroni, ma l'atomo C ha solo quattro elettroni, cioè una coppia di elettroni di legame.
Quindi, l'atomo di carbonio non è soddisfatto come non lo è il suo ottetto completo e la struttura è instabile. Quindi dobbiamo spostare gli elettroni dagli atomi di azoto e ossigeno per completare l'ottetto dell'atomo di carbonio centrale e anche per formare doppi o tripli legami per ottenere una struttura stabile di OCN-Lewis che vediamo più avanti nella spiegazione della struttura di risonanza.
OCN-lewis struttura gli oneri formali
Gli atomi in qualsiasi struttura legislativa avere una piccola carica formale conferisce una struttura più stabile. C'è una formula per contare le cariche formali sugli atomi in una struttura di Lewis come segue.
Carica formale = (elettroni di valenza – elettroni di non legame – ½ elettroni di legame)
Contiamo le accuse formali sulla struttura di OCN-lewis. Quindi, prima contiamo la carica formale per l'atomo di ossigeno.
Atomo di ossigeno: elettroni di valenza dell'ossigeno = 06
Elettroni non leganti dell'ossigeno = 06
Elettroni di legame dell'ossigeno = 02
Carica formale sull'ossigeno = (6 – 6 – 2/2) = -1
Atomo di carbonio: elettroni di valenza di carbonio = 04
Elettroni di non legame del carbonio = 00
Elettroni di legame del carbonio =04
Carica formale sul carbonio = (4 – 0 – 4/2) = +2
Atomo di azoto: elettrone di valenza dell'azoto = 05
Elettrone di non legame dell'azoto = 06
Elettroni di legame dell'azoto = 02
Carica formale sull'azoto = (05 – 06 – 2/2) = -2
Quindi, l'atomo di ossigeno ha carica formale -1, l'atomo di carbonio ha carica formale +2 e l'atomo di azoto ha carica formale -2 nella struttura di OCN-lewis.
OCN- lewis struttura coppie solitarie
In OCN- struttura legislativa, dopo il completamento di entrambi gli elementi esterni cioè O e N ci sono un totale di dodici elettroni non leganti su entrambi gli atomi. Significa un totale di sei elettroni solitari le coppie sono presenti sulla struttura di OCN-lewis in forma instabile.
Pertanto, l'atomo di ossigeno ha tre coppie di elettroni solitari, l'atomo di carbonio ha zero coppie di elettroni solitari e l'atomo di azoto ha tre coppie di elettroni solitari su OCN- struttura legislativa.
OCN- risonanza della struttura di lewis
OCN- struttura legislativa mostra tre strutture di risonanza non equivalenti con la formazione di legami multipli (doppio / triplo) mediante trasferimento di elettroni all'interno dello ione.
Nella struttura di risonanza OCN, le distribuzioni di carica e i legami sono variabili e i livelli di energia differiscono l'uno dall'altro. Alcune strutture di risonanza mostrano una maggiore stabilità rispetto ad altre strutture di risonanza. Secondo le regole della struttura di risonanza, se la struttura ha meno energia di quanto non sia di natura più stabile.
Abbiamo già visto nell'argomento delle cariche formali che la struttura di OCN-lewis consiste essenzialmente di tre cariche -1 su O, +2 su C e -2 su N. Ora dobbiamo convertire le coppie di elettroni solitari dell'atomo N piuttosto che dell'atomo O , poiché O è più elettronegativo dell'atomo N. L'azoto essendo meno elettronegativo può fornire più elettroni di valenza per la condivisione.
Per ottenere una struttura di risonanza più stabile, la carica negativa dovrebbe essere sull'elemento con più elettronegatività. Quindi, nella struttura di cui sopra l'ossigeno ha carica negativa su una struttura di risonanza, che è più stabile come ossigeno più elettronegativo di C e N.
Dobbiamo convertire l'elettrone solitario degli atomi di azoto in una coppia di legami per creare un legame CN all'interno dell'atomo C e N. Poiché ci sono più cariche sugli atomi, quindi dobbiamo convertire più coppie di elettroni solitari dell'atomo N in coppie di legami per ottenere un triplo legame tra C e N, creando una carica negativa sull'atomo O per dare una struttura più stabile.
Ora, nella struttura più stabile di cui sopra, possiamo vedere che l'atomo di carbonio ora ha otto elettroni in quattro coppie di legami, cioè l'atomo di carbonio è soddisfatto dell'ottetto completo. Anche la carica negativa è sull'atomo O in quanto è più elettronegativa e si mostra bene struttura legislativa.
Quindi, alla fine concludiamo che, la struttura di OCN-lewis mostra tre risonanze dopo la minimizzazione delle cariche su di essa. Una struttura di risonanza mostra un legame singolo tra OC e un triplo legame tra CN, la seconda struttura di risonanza mostra un triplo legame tra OC e un legame singolo tra CN e la terza struttura di risonanza mostra doppi legami tra OC e CN.
OCN- forma della struttura di lewis
Come abbiamo già visto nella risonanza sopra spiegazione della struttura, che l'atomo O ha una carica negativa -1 poiché è più elettronegativo. Anche O e C hanno un singolo legame covalente e l'atomo C e N ha un triplo legame che mostra una forma stabile della struttura. Quindi, non ci sono coppie di elettroni solitari sull'atomo di carbonio centrale. La formula generica della teoria VSEPR per lo ione OCN è AX2.
Secondo la struttura di cui sopra e i suoi elettroni di valenza, la disposizione degli atomi OCN- appare planare; inoltre non sono presenti coppie di elettroni solitari e anche la geometria non è presente forma piegata. Quindi secondo la teoria VSEPR la struttura OCN-lewis ha una forma lineare.
OCN- Ibridazione
L'ibridazione di qualsiasi molecola può essere determinata dalla densità elettronica presente sull'atomo. Nella struttura di OCN-Lewis di cui abbiamo discusso, l'atomo di carbonio centrale sta creando legami all'interno dell'atomo di ossigeno e azoto, ora discutiamo della sua ibridazione.
C'è un triplo legame tra carbonio e azoto che mostra una densità di un elettrone, inoltre il carbonio ha un singolo legame covalente con l'atomo di ossigeno mostra una seconda densità di elettroni. Poiché ci sono due densità di elettroni per l'atomo di carbonio nella struttura di OCN-lewis, i due orbitali ibridi possono formarsi dall'atomo di carbonio per formare legami con atomi di ossigeno e azoto.
Pertanto, l'atomo di carbonio può formare un orbitale ibrido "s" e un orbitale ibrido "p" durante la formazione di bona singolo e triplo legame con l'atomo di ossigeno e azoto. Quindi, l'atomo di carbonio centrale ha 'sp' ibridazione nella struttura di OCN-lewis.
OCN: polare o non polare
Alcuni punti da notare, considerando che qualsiasi molecola è di natura polare o non polare come segue.
- Se due atomi hanno più differenza di elettronegatività, allora la molecola è di natura polare.
- Simmetria o forma molecolare asimmetrica, se simmetrica allora non polare e se asimmetrica allora è molecola polare.
- Il momento di dipolo si crea a causa di atomi centrali più elettronegativi.
Discutiamo della natura polare o non polare della struttura di OCN-lewis. L'elettronegatività dell'atomo C è 2.55, l'elettronegatività dell'atomo O è 3.44 e l'elettronegatività dell'atomo N è 3.04. Le differenze di elettronegatività di tutti e tre gli elementi sono chiaramente visibili.
Nel caso della struttura di OCN-lewis, il legame carbonio e ossigeno (CO) e carbonio e azoto (CN) crea un dipolo su di esso a causa delle loro differenze di elettronegatività. Fondamentalmente lo sappiamo che, la molecola è polare quando ha una o più coppie di elettroni solitari sull'elemento centrale e hanno diversi elementi esterni.
Pertanto, l'atomo di carbonio centrale dello ione OCN non ha coppie di elettroni solitari e anche lo ione OCN ha una geometria asimmetrica. Quindi, lo ione OCN- è di natura polare.
OCN- angolo di legame della struttura di lewis
La struttura di OCN-lewis ha tre elementi disposti su un unico piano orizzontale e con distribuzione asimmetrica degli elettroni che mostra la forma lineare dello ione OCN-.
Quindi, la struttura OCN-lewis ha un angolo di legame di 180 gradi.
OCN- geometria elettronica della struttura di lewis
Abbiamo già discusso della struttura leis, delle cariche formali, degli elettroni di valenza e della struttura di risonanza dello ione OCN-. Da cui possiamo vedere che ci sono 16 elettroni di valenza totali presenti sullo ione OCN-.
Da questi 16 elettroni di valenza possiamo creare due doppi legami tra OC e CN oppure possiamo creare un triplo legame tra OC o CN. Ma la forma stabile della struttura di risonanza OCN mostra un singolo legame tra l'atomo O e C e un triplo legame tra l'atomo C e N con carica negativa sull'atomo O. Inoltre ci sono tre coppie solitarie sull'atomo O e due coppie solitarie sull'atomo N a causa delle quali questo ione è definito ligando ambidentato.
Quindi, lo ione OCN- mostra la geometria della coppia di elettroni tetraedrici.
OCN- Usi
Poiché lo ione cianato (OCN-) è di natura tossica, cioè infiammabile, provoca anche irritazioni alla pelle umana, agli occhi e alle mucose. Non abbiamo visto lo ione cianato nel nostro uso generale della vita quotidiana. Potrebbe essere utilizzato solo in fabbriche e industrie chimiche di alto livello.
Leggi anche:
- Struttura di Lewis Nh4
- Struttura di Lewis NSF
- Struttura di Lewis Mg3n2
- Struttura di Lewis Chf3
- Struttura di Lewis Sicl2br2
- Struttura di Lewis Ncl3
- Struttura di Lewis Ch2n2
- Struttura di Clo Lewis
- Struttura di Lewis Bacl2
- Struttura di Lewis Baf2
Ciao a tutti, sono il dottor Shruti M Ramteke, ho conseguito il dottorato di ricerca. in chimica. Sono appassionato di scrittura e mi piace condividere le mie conoscenze con gli altri. Sentitevi liberi di contattarmi su linkedin