Tetraclorura de carbon este un lichid incolor cu un miros mic. A fost utilizat în general în stingătoarele de incendiu și în frigidere ca precursor pentru curățare. Compusul are formula chimică CCl4 și în prezent este interzisă utilizarea sa, deoarece are unele proprietăți toxice care pot afecta sistemul nervos central al oamenilor. Tetraclorura de carbon a fost sintetizată pentru prima dată ca produs secundar în sinteza cloroformului. Pentru a înțelege proprietățile fizice și chimice ale acestui compus organic, este vital să cunoaștem structura Lewis, hibridizarea și multe altele. În acest articol, vom discuta toate aceste proprietăți pentru a înțelege structura compusului.
Contenit
Structura Lewis
În chimie, baza înțelegerii oricărei proprietăți a compusului depinde de structura sa Lewis. G.N Lewis a propus pentru prima dată în 1916 această teorie care ajută la înțelegerea implicării electronilor care informează structura produsului chimic. Electronii care participă la formarea legăturilor sunt cunoscuți sub denumirea de pereche de electroni de legătură. Cei care nu participă sunt cunoscuți prin termenul de electroni nelegători sau pereche de electroni solitari. Electronii de legătură, precum și cei de nelegătură, în mod colectiv, se numesc electroni de valență.
Structura Lewis este reprezentarea picturală a electronilor de valență care participă la formarea legăturii, precum și a celor care nu participă. Bețele sau liniile drepte reprezintă legăturile. În timp ce punctele reprezintă electronii care nu formează legături. Teoria Lewis se bazează pe regula octetului, care afirmă că un atom trebuie să aibă opt electroni în învelișul său exterior pentru a fi stabil.
Pentru structura Lewis a CCl4 mai întâi, să calculăm numărul total de electroni de valență.
Carbonul are patru electroni de valență și fiecare atom de clor are șapte electroni de valență. Deoarece există patru molecule de clor, vom calcula numărul de electroni de valență în consecință.
= 4 + (4*7)
= 4 + 28
= 32 de electroni de valență
Toți cei patru electroni de valență ai carbonului participă la formarea legăturii. În mod similar, un singur electron din fiecare atom de clor participă la formarea legăturii. În total, 8 electroni realizează legăturile, în timp ce ceilalți sunt perechi de electroni fără legătură.
=32-8
=24
Acum există în total 24 de electroni nelegători sau 12 perechi de electroni solitari în CCl4. Patru linii din structură reprezintă patru legături, în timp ce punctele din jurul atomului de clor reprezintă electronii de valență. Fiecare atom de clor are șase electroni de valență după formarea legăturilor.
Hibridizare
Hibridizarea este vitală pentru a înțelege geometria moleculară a compusului. Atunci când cei doi sau mai mulți orbitali se hibridizează, orbitalul este cunoscut sub numele de orbital hibrid. Acești orbitali se formează atunci când există formațiuni de legături în compus.
Pentru acest compus, există patru legături covalente între atomul central de Carbon și patru atomi de clor. Deoarece toți electronii de valență ai Carbonului sunt implicați în formarea legăturii, toți orbitalii atomului participă la formarea orbitalilor hibrizi. În acest caz, un orbital s și trei orbitali p ai atomului de carbon se hibridizează și formează o hibridizare sp3. Astfel, hibridizarea tetraclorurii de carbon devine sp3 deoarece toți orbitalii atomului de carbon sunt hibridizați.
Geometrie moleculară
După ce cunoaștem structura Lewis și hibridizarea compusului, devine ușor de înțeles geometria moleculară a compusului. Pentru acest compus, atomul de carbon în poziție centrală și în rest toți atomii de clor sunt plasați în jurul său. Deoarece atomul central are patru perechi de legături și hibridizare sp3, forma moleculei este tetraedrică.
Restul tuturor electronilor fără legătură sunt împrăștiați în structură. Există forțe de respingere între perechile de electroni solitari. Datorită acestei forțe de respingere, perechile singuratice au tendința de a se îndepărta una de cealaltă în plan. Unghiul de legătură dintre aceste perechi singuratice de electroni este de 109,8 grade. Un alt mod de a cunoaște geometria moleculară este prin utilizarea teoriei VSEPR, care afirmă, de asemenea, că forma acestei molecule este tetraedrică.
Polaritate
Polaritatea oricărui compus depinde de geometria sa moleculară. Atunci când perechile de legătură și nelegătură sunt dispuse în plan, există un anumit moment de dipol între ele, ceea ce face ca molecula să fie polară. Aranjamentul perechilor solitare și forma CCl4 este de așa natură încât momentul dipolar al perechilor de electroni se anulează. Din acest motiv, nu se observă polaritate în tetraclorura de carbon. Astfel, CCl4 este nepolară. Această proprietate de polaritate a compusului se datorează distribuției simetrice a perechilor de electroni nelegate în plan.
Observații finale
Pentru a rezuma acest articol, se poate spune că tetraclorura de carbon are în total 32 de electroni de valență din care 8 electroni participă la formarea legăturii. Restul de 28 de electroni sunt electroni fără legătură. Carbonul își completează octetul prin formarea de legături cu patru atomi de clor. Hibridizarea CCl4 este sp3 și are o formă tetraedrică. Unghiul de legătură este de 109,8 grade între perechile singuratice de electroni și este nepolară.
.