dwutlenek węgla jest jednym z najlepszych związków, aby rozpocząć naukę koncepcji struktury Lewisa i geometrii molekularnej. Ta cząsteczka może być dobrym początkiem dla początkujących, którzy chcą poznać podstawy takich pojęć i chcą wiedzieć, jak rysować struktury kropkowe Lewis dla innych cząsteczek.
CO2 lub dwutlenek węgla składa się z dwóch typów atomów: węgla i tlenu., Chociaż ta gazowa cząsteczka jest znana ze swojego wkładu w efekt cieplarniany i globalne ocieplenie, nie można zaprzeczyć, że istnieje sporo zastosowań tego gazu w kilku gałęziach przemysłu.
aby zrozumieć właściwości fizyczne, reaktywność i inne właściwości chemiczne danego związku, niezbędna jest znajomość jego geometrii molekularnej. Aby pomóc ci to zrozumieć, omówiłem strukturę CO2 Lewisa i jego hybrydyzację poniżej.,
| Name of molecule | Carbon Dioxide ( CO2) |
| No of Valence Electrons in the molecule | 16 |
| Hybridization of CO2 | sp hybridization |
| Bond Angles | 180 degrees |
| Molecular Geometry of CO2 | Linear |
CO2 Lewis Structure
One needs to know the Lewis structure in order to understand the molecular geometry of any given molecule., Struktura ta pomaga w Poznaniu układu elektronów w cząsteczkach i kształtu cząsteczki. Aby poznać strukturę Lewisa CO2, należy najpierw zrozumieć, czym dokładnie jest struktura Lewisa.
struktura kropek Lewisa jest obrazową reprezentacją układu elektronów powłoki walencyjnej w cząsteczce. Te elektrony walencyjne są reprezentowane przez rysowanie kropek wokół poszczególnych atomów, stąd struktura kropek Lewisa. Linie rysunkowe reprezentują wiązania utworzone w cząsteczce.,
taka struktura pomaga w zrozumieniu układu atomów wraz z elektronami uczestniczącymi w tworzeniu wiązań. Teraz, gdy już wiesz, jak rysuje się struktura Lewisa i jej zastosowania, pozwól nam szybko przyjrzeć się strukturze Lewisa CO2.
W CO2 atom węgla znajduje się w położeniu centralnym, ponieważ jest najmniejszym elektronegatywnym atomem w cząsteczce. Dwa atomy tlenu znajdują się na zaciskach, gdzie oba te atomy dzielą elektrony i tworzą wiązania z centralnym atomem węgla.,
aby poznać tworzenie wiązań i układ, przejdźmy przez elektrony walencyjne wszystkich atomów w cząsteczce.
- elektrony walencyjne w węglu: 4
- elektrony walencyjne w tlenu: 6*2 = 12 ( ponieważ w cząsteczce znajdują się dwa atomy tlenu, pomnożymy je przez 2)
całkowita liczba elektronów walencyjnych w cząsteczce = 16
na razie umieść węgiel w pozycji środkowej i narysuj wokół niego cztery kropki., Wraz z miejscem, dwa atomy tlenu po obu stronach atomu i narysować sześć kropek wokół każdego atomu, aby reprezentować swoje elektrony walencyjne.
możesz wiedzieć, że cząsteczka musi uzupełnić swój oktet, aby stała się stabilna i nieaktywna, uzyskując konfigurację elektroniczną podobną do gazów obojętnych. Odbywa się to poprzez oddanie elektronu lub przyjęcie elektronu. Ponieważ atomy tlenu są bardziej elektronegatywne niż atom węgla, atom węgla przekazuje swoje elektrony do obu tych atomów tlenu.,
teraz, ponieważ dwa atomy tlenu potrzebują po dwa elektrony, każdy aby ukończyć swoje oktety, będzie dzielić dwa elektrony z atomu węgla i tworzyć podwójne wiązania. W związku z tym każdy atom tlenu tworzy wiązanie podwójne z atomem centralnym.
więc teraz narysuj dwie równoległe linie między atomami tlenu i atomami węgla, aby pokazać podwójne wiązania między atomami. Dla struktury Lewisa CO2, będzie teraz dwa atomy tlenu tworzące podwójne wiązania z atomem węgla.,
ponieważ wszystkie elektrony walencyjne wszystkich atomów są używane, nie ma samotnych par elektronów lub niepowiązujących par elektronów w cząsteczce.
aby lepiej zrozumieć geometrię molekularną CO2, szybko przejdźmy przez jego hybrydyzację i kąty wiązania, ponieważ ułatwi nam to zrozumienie geometrii.
hybrydyzacja CO2
konfiguracja elektroniczna atomu węgla w stanie uziemienia wynosi 1s22s22p2, a atomu tlenu 1s22s2p4. Kiedy elektrony są w stanie wzbudzonym, skaczą do innych orbitali.,
w stanie wzbudzonym konfiguracja elektroniczna atomu staje się 1s2 2s1 2P3, więc teraz każdy orbital P atomów ma po jednym elektronie każdy. Tutaj orbitale 2s i jeden z orbitali p będą hybrydyzować tworząc orbitale 2 sp. W przeciwieństwie do tego, atom tlenu hybrydyzuje tworząc trzy hybrydowe orbitale sp2.
te dwa hybrydyzowane orbitale pokrywają się z dwoma orbitalami P atomu tlenu, co powoduje tworzenie wiązań sigma. Pozostałe elektrony w orbitalach P w atomie tlenu tworzą wiązania pi.,
ponieważ orbitale sp są hybrydyzowane, tworząc wiązania, CO2 ma hybrydyzację sp.
CO2 Geometria molekularna
Geometria molekularna dowolnego związku opiera się na układzie atomów, par elektronowych i wiązań. Tutaj w CO2 oba atomy tlenu tworzą wiązania sigma z centralnym atomem węgla i uzupełniają swój oktet. W rezultacie nie ma samotnych par elektronów, ale pary wiązania elektronów również odpychają się nawzajem. Ze względu na te odpychające siły między parami elektronów powłoki walencyjnej, cząsteczka CO2 nabiera liniowego kształtu, aby utrzymać odpychanie co najmniej.,
stąd CO2 ma liniową geometrię molekularną z kątami wiązania 180 stopni i symetrycznym rozkładem elektronów.
podsumowanie
podsumowując ten blog, możemy powiedzieć, że dwutlenek węgla ma liniową geometrię molekularną. Ma hybrydyzację sp i ma kąt wiązania 180 stopni. W cząsteczce nie ma samotnych par elektronów, a w jej strukturze występuje symetryczny rozkład elektronów. Ze względu na siły odpychające między parami elektronów, CO2 przyjmuje geometrię liniową.