פורמולה טען פורמלי, כיצד לחשב אותו ודוגמאות

ה תשלום רשמי (CF) הוא זה אשר מוקצה אטום של מולקולה או יון, אשר מאפשר להסביר מבנים שלה תכונות כימיות כפונקציה של זה. מושג זה מרמז על התחשבות באופי המקסימלי של קוולנס בקישור A-B; כלומר, זוג האלקטרונים משותף באופן שווה בין A ו- B.

כדי להבין את האמור לעיל בתמונה התחתונה שני אטומים מוצגים מקושרים: אחד המיועד עם האות A והשני עם האות B. כפי שניתן לראות, ביירט של מעגלים הקישור נוצר עם הצמד ":". במולקולה ההטרונוגרפית הזאת, אם ל- A ו- B יש אותן אלקטרוניות, הצמד ":" נשאר שווה ל- A ו- B.

עם זאת, מאז שני אטומים שונים לא יכול להיות מאפיינים זהים, זוג ":" הוא נמשך אחד כי הוא electronegative יותר. במקרה זה, אם A הוא יותר electronegative מאשר B, הצמד ":" קרוב יותר מאשר ל- B. ההפך קורה כאשר B הוא electronegative יותר מ A, מתקרב עכשיו ":".

לאחר מכן, כדי להקצות את החיובים רשמית הן A ו- B, יש צורך לשקול את המקרה הראשון (אחד מעל התמונה). אם הקשר הקווולנטי הטהור A-B נשבר, התמוטטות הומוליטית תתרחש, ויוצר את הרדיקלים החופשיים..

אינדקס

• 1 יתרונות איכותיים של שימוש במטענים פורמליים
• 2 נוסחה וכיצד לחשב אותה
  • 2.1 וריאציות החישוב לפי המבנה
• 3 דוגמאות לחישובי מטען רשמיים
  • 3.1 BF4- (יון tetrafluoroborate)
  • 3.2 BeH2 (בריליום הידריד)
  • 3.3 CO (חד תחמוצת הפחמן)
  • 3.4 NH4 + (יון אמוניום), NH3 ו NH2- (יון amide)
• 4 הפניות

הטבות איכותיות של העסקת מטען פורמלי

האלקטרונים אינם קבועים, כמו בדוגמה הקודמת, אבל הם נוסעים ואיבדו את האטומים של המולקולה או היון. אם מדובר במולקולה דיאטומית, ידוע שהזוג ":" חייב להיות משותף או נודד בין שני האטומים; אותו הדבר קורה במולקולה מסוג A-B-C, אך במורכבות רבה יותר.

עם זאת, על ידי לימוד אטום ובהנחה מאה אחוז covalence בקשרים שלה, קל יותר לקבוע אם הוא מרוויח או מאבד אלקטרונים בתוך המתחם. כדי לקבוע את הרווח או ההפסד, עליך להשוות את הבסיס או מצב החינם שלך נגד הסביבה האלקטרונית שלך.

בדרך זו ניתן להקצות מטען חיובי (+) אם האטום מאבד את האלקטרון, או מטען שלילי (-) כאשר, לעומת זאת, הוא מקבל אלקטרונים (השלטים חייבים להיכתב בתוך מעגל).

לכן, למרות האלקטרונים לא יכול להיות ממוקם בדיוק, אלה חיובי רשמי (+) ו - (-) במבנים להתאים ברוב המקרים התכונות הכימיות הצפויות.

כלומר, תשלום רשמי של אטום קשורה קשר הדוק עם הגיאומטריה המולקולרית של הסביבה שלה ואת תגובתיות בתוך המתחם.

נוסחה וכיצד לחשב אותה

האם ההאשמות הרשמיות מוקצות באופן שרירותי? התשובה היא לא. לשם כך, רווח או הפסד של אלקטרונים חייב להיות מחושב בהנחה קשרים קוולנטיים בלבד, וזה מושג באמצעות הנוסחה הבאה:

CF = (מספר קבוצת אטום) - (מספר הקישורים זה צורות) - (מספר אלקטרונים לא משותף)

אם לאטום יש CF עם ערך של 1+, הוא מוקצה חיוב חיובי (+); ואילו אם יש לך CF עם ערך -1, אז אתה מוקצה מטען שלילי (-).

כדי לחשב נכון את CF, יש לבצע את השלבים הבאים:

- אתר באיזו קבוצה נמצא האטום בתוך הטבלה המחזורית.

- ספירת מספר הקישורים שאתם יוצרים עם שכניכם: הקישורים הכפולים (=) שווים שניים והקישורים המשולשים שווים שלושה (≡).

- לבסוף, לספור את מספר אלקטרונים unshared, אשר ניתן להבחין בקלות עם מבנים לואיס.

וריאציות החישוב לפי המבנה

בהתחשב במולקולה הליניארית A-B-C-D, ההאשמות הפורמליות עבור כל אטום יכולות להשתנות אם המבנה, למשל, נכתב כעת כ: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B וכו '. הסיבה לכך היא כי ישנם אטומים, על ידי שיתוף אלקטרונים יותר (יצירת קשרים נוספים), לרכוש CF חיובי או שלילי.

אז, איזה מבין שלושה מבנים מולקולריים אפשריים מתאים ABCD המתחם? התשובה היא: אחד כי בדרך כלל יש את ערכי CF הנמוך ביותר; גם, אחד שמקצה את החיובים השליליים (-) לאטומים החשמליים ביותר.

אם C ו- D הם יותר electronegative מאשר A ו- B, ולאחר מכן על ידי שיתוף electrons יותר הם כתוצאה מכך לרכוש חיובי רשמית חיובי (כפי שנראה משלטון mnemonic).

לפיכך, המבנה היציב ביותר, ואת האנרגיה המועדפת ביותר, הוא C-A-B-D, שכן במקרה זה הן C ו- B טופס רק קישור אחד. מצד שני, מבנה A-B-C-D ואלו שיש להם C או B יוצרים שתי קשרים (-C או -D), אינם יציבים יותר.

איזה מן המבנים הוא הכי לא יציב? A-C-D-B, כי לא רק C ו- D טופס שני קישורים, אבל גם חיובי הרשמי שלילי שלהם (-) סמוכים זה לזה, עוד לערער את המבנה.

דוגמאות לחישובי חיוב רשמיים

BF₄^- (יון tetrafluoroborate)

האטום של הבור מוקף בארבעה אטומי פלואור. בהתחשב בכך B שייך קבוצה IIIA (13) חסר אלקטרונים שאינם משותפים וצורות ארבע קוולנטיים קושרים, CF שלה הוא (3-4-0 = -1). בניגוד ל- F, אלמנט VIIA של הקבוצה (17), ה- CF שלו הוא (7-6-1 = 0).

כדי לקבוע את המטען של יון או מולקולה, זה מספיק כדי להוסיף את CFS הפרט של האטומים להלחין אותו: (1) -1 (+) (0) = -1).

עם זאת, CF עבור B אין משמעות אמיתית; כלומר, הצפיפות האלקטרונית הגבוהה ביותר אינה מתגוררת על זה. למעשה, צפיפות אלקטרונית זו מופצת לארבעה האטומים של F, אלמנט electronegative הרבה יותר מאשר B.

BeH₂ (בריליום הידריד)

אטום berrllium שייך לקבוצה IIA (2), צורות שתי קשרים וחסר, שוב, אלקטרונים שאינם משותפים. לפיכך, CFS עבור Be ו- H הם:

CF_להיות= 2-2-0 = 0

CF_ח= 1-0-0 = 0

טען BeH₂= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (חד תחמוצת הפחמן)

מבנה לואיס שלה יכול להיות מיוצג כמו: C≡O: (אם כי יש לה מבנים התהודה אחרים). חזרה על חישוב CF, הפעם עבור C (מקבוצת המע"מ) ו- O (מקבוצת VIA), יש לנו:

CF_ג= 4-3-2 = -1

CF_הו= 6-3-2 = +1

זוהי דוגמה שבה חיובים רשמיים אינם תואמים את הטבע של האלמנטים. O הוא electronegative יותר C, ולכן, לא צריך לשאת חיובי.

שאר המבנים (C = O ו- ⁽⁺⁾C-O^(-)), למרות שהם תואמים את ההקצאה הקוהרנטית של חיובים, הם אינם תואמים את הכלל octet (C יש פחות מ 8 אלקטרונים valence).

NH₄⁺ (יון אמוניום), NH₃ ו NH₂^- (יון amide)

בעוד electrons יותר לשתף את N, חיובי יותר הוא CF שלה (עד יון אמוניום, שכן אין לו אנרגיה זמינות כדי ליצור חמש קשרים).

החלת גם את החישובים של N ב יון אמוניום, אמוניה יון amiduro, אז יש לנו:

CF = 5-4-0 = +1 (NH₄⁺)

CF = 5-3-2 = 0 (NH₃)

ולבסוף:

CF = 5-2-4 = -1 (NH₂^-)

כלומר, ב- NH₂^- N יש ארבעה אלקטרונים לא משותף, ומשתף את כל כאשר הוא יוצר את NH₄⁺. CF עבור H שווה 0 ולכן, החישוב שלהם נשמר.

הפניות

1. ג'יימס. (2018). מיומנות מפתח: כיצד לחשב תשלום רשמי. אחזר ב 23 במאי 2018, מ: masterorganicchemistry.com
2. ד"ר איאן האנט. המחלקה לכימיה, אוניברסיטת קלגרי. חיובים רשמיים. אחזר ב -23 במאי 2018, מ: chem.ucalgary.ca
3. חיובים רשמיים. [PDF] אוחזר ב -23 במאי 2018, מ: chem.ucla.edu
4. ג 'ף ד' קרונק. תשלום רשמי. ב -23 במאי 2018, מתוך: guweb2.gonzaga.edu
5. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. כימיה (8th ed.). CENGAGE Learning, p 268-270.
6. צמרמורת & אטקינס. (2008). כימיה אנאורגנית (מהדורה רביעית, עמ '38). מק גרב היל.
7. מוניקה גונזלס (10 באוגוסט 2010). טעינה פורמלית. ב 23 במאי 2018, מתוך: