Carbon Tetrachloride jest bezbarwną cieczą o słabym zapachu. Był on powszechnie stosowany w gaśnicach i lodówkach jako prekursor do czyszczenia. Związek ten ma wzór chemiczny CCl4 i jest obecnie zakazany do użytku, ponieważ ma pewne właściwości toksyczne, które mogą uszkodzić centralny układ nerwowy człowieka. Tetrachlorek węgla został po raz pierwszy zsyntetyzowany jako produkt uboczny w syntezie chloroformu. Dla zrozumienia właściwości fizycznych i chemicznych tego związku organicznego, ważne jest, aby znać strukturę Lewisa, hybrydyzacji i wiele więcej. W tym artykule omówimy wszystkie takie właściwości, aby zrozumieć strukturę związku.
Zawartość
Struktura Lewisa
W chemii, podstawa zrozumienia każdej właściwości związku zależy od jego struktury Lewisa. G.N Lewis po raz pierwszy zaproponował tę teorię w 1916 roku, która pomaga w zrozumieniu udziału elektronów informujących o strukturze związku chemicznego. Elektrony, które biorą udział w tworzeniu wiązań nazywane są parą elektronów wiążących. Te, które nie biorą w tym udziału, znane są pod pojęciem niewiążącej lub samotnej pary elektronów. Wiążące, jak również niewiążące elektrony zbiorczo, nazywane są elektrony walencyjne.
Struktura Lewisa jest obrazowe przedstawienie elektronów walencyjnych, które uczestniczą w tworzeniu wiązań, jak również tych, które nie. Laski lub linie proste reprezentują wiązania. Natomiast kropki reprezentują elektrony niewiążące. Teoria Lewisa opiera się na regule oktetu, która mówi, że atom powinien mieć osiem elektronów w swojej zewnętrznej powłoce, aby być stabilnym.
Dla struktury Lewisa CCl4 najpierw obliczmy całkowitą liczbę elektronów walencyjnych.
Węgiel ma cztery elektrony walencyjne i każdy atom chloru ma siedem elektronów walencyjnych. Ponieważ istnieją cztery cząsteczki Chloru, obliczymy odpowiednio liczbę elektronów walencyjnych.
= 4 + (4*7)
= 4 + 28
= 32 elektrony walencyjne
Wszystkie cztery elektrony walencyjne węgla biorą udział w tworzeniu wiązań. Podobnie, jeden elektron z każdego atomu chloru uczestniczyć w tworzeniu wiązań. W sumie 8 elektronów tworzy wiązania, podczas gdy inne są niewiążącymi parami elektronów.
=32-8
=24
Więc jest w sumie 24 niewiążących lub 12 samotnych par elektronów w CCl4. Cztery linie w strukturze reprezentują cztery wiązania, podczas gdy kropki wokół atomu chloru reprezentują elektrony walencyjne. Każdy atom Chloru ma sześć elektronów walencyjnych po wiązania są formed.
Hybrydyzacja
Hybrydyzacja jest istotne dla zrozumienia geometrii molekularnej związku. Kiedy dwa lub więcej orbitali hybrydyzować, orbital jest znany jako orbitali hybrydowych. Orbitale te są tworzone, gdy istnieją formacje wiązania w compound.
Dla tego związku, istnieją cztery wiązania kowalencyjne między centralnym atomem węgla i cztery atomy chloru. Jak wszystkie elektrony walencyjne węgla są zaangażowane w tworzenie wiązań, wszystkie orbitale atomu uczestniczyć w tworzeniu orbitali hybrydowych. W tym jeden s orbital i trzy p orbitali atom węgla hybrydyzować i tworzyć sp3 hybrydyzacji. Więc hybrydyzacji Tetrachlorek węgla staje sp3 jako wszystkie orbitale atomu węgla są hybrydyzowane.
Molekularna geometria
Odkąd wiemy, Lewis struktury i hybrydyzacji związku, to staje się łatwe do zrozumienia molekularnej geometrii związku. Dla tego związku, atom węgla w centralnej pozycji i reszta wszystkie atomy chloru są umieszczone wokół niego. Ponieważ centralny atom ma cztery pary wiązań i hybrydyzacji sp3, kształt cząsteczki jest tetraedryczne.
Rest wszystkie non-bonding elektrony są rozłożone w strukturze. Istnieją siły odpychające pomiędzy samotną parą elektronów. Ze względu na tę siłę odpychania, samotne pary mają tendencję do daleko od siebie w płaszczyźnie. Kąt wiązania pomiędzy tymi samotnymi parami elektronów wynosi 109,8 stopni. Innym sposobem, aby poznać geometrię molekularną jest za pomocą teorii VSEPR, który również stwierdza, że kształt tej cząsteczki jest tetrahedral.
Polaryzacja
Polaryzacja każdego związku zależy od jego geometrii molekularnej. Kiedy pary wiążące i niewiążące są ułożone w płaszczyźnie, istnieje między nimi pewien moment dipolowy, który sprawia, że cząsteczka jest polarna. Ułożenie par samotnych i kształt CCl4 jest taki, że moment dipolowy par elektronowych zostaje zniwelowany. W związku z tym w tetrachlorku węgla nie obserwuje się polarności. Tak więc CCl4 jest niepolarny. Ta właściwość polarności związku jest ze względu na symetryczne rozmieszczenie nie wiążących par elektronów w płaszczyźnie.
Uwagi końcowe
Podsumowując ten artykuł, można powiedzieć, że tetrachlorek węgla ma 32 elektrony walencyjne, z których 8 elektronów uczestniczy w tworzeniu wiązań. Reszta 28 elektronów są non-bonding elektronów. Węgiel uzupełnia swój oktet poprzez tworzenie wiązań z czterema atomami chloru. Hybrydyzacja CCl4 jest sp3 i ma kształt tetraedryczny. Kąt wiązania jest 109.8 stopni między samotnych par elektronów i to jest nonpolar.
.