HClO2 Lewis 結構、特徵:25 個完整的速覽

本文僅包含 HClO2 路易斯結構及其 31st 詳細的重要事實。 讓我們從繪製 HClO2 路易斯結構開始這篇文章。

氯酸或 HClO2 路易斯結構由鹵素 Cl 的含氧酸組成。 中心 Cl 原子是 sp3 在這種酸中雜交。 有一個dπ-pπ Cl 和 O 之間存在鍵。由於缺少一個 O 原子,它的酸性低於 HClO3。 它是一種二元化合物。 HClO2 路易斯結構中中心 Cl 的氧化態為 +3。

由於中等氧化態 HClO2 可以作為 氧化劑或還原劑,但它在許多氧化還原反應中充當氧化劑。 由於存在兩對孤對和三個鍵對,其中一個是 π 鍵,因此分子幾何形狀圍繞中心 Cl 呈四面體。

關於一些事實 HClO2

HClO2的共軛鹼是ClO2 - ,其名稱為綠泥石,後綴以“ous”結尾,而不是“ite”。 基於共軛鹼,酸得名。 基於共軛鹼的穩定性,酸還取決於其酸度和強度。 cl的氧化態在該酸中是中間值,因此容易發生歧化反應, 次氯酸 (+1) 和氯酸 (+5)。

2 鹽酸2 → 鹽酸 + 鹽酸3

 III I IV

HClO2 的摩爾質量為 68.46 g/mol。 亞氯酸的 pka 值為 1.96,因此它的酸性低於 HClO3。

HClO2的製備方法是由亞氯酸鋇或亞氯酸鉛與稀硫酸反應。

鋇(ClO2)2 + H.2SO4 → 硫酸鋇4 + 2 鹽酸2

鉛(ClO2)2 + H.2SO4 → 硫酸鉛4 + 2 鹽酸2

只有Cl是鹵素,可以形成HXO2等可分離的酸式,溴酸和碘酸都不能分離。

1. 如何畫出HClO2的路易斯結構?

對於每一個共價分子,畫出它的 劉易斯結構。 所以,我們試著畫出 HClO2 路易斯結構 通過遵循一些協議。 這種 HClO2 路易斯結構有助於我們找到不同的共價特徵。

HClO2路易斯結構式
HClO2 路易斯結構式

在繪製 HClO2 路易斯結構的過程中,我們應該找到整個分子的價電子。 我們分別計算 HClO2 路易斯結構中存在的單個原子的價電子,並將它們加在一起。 Cl是VIIA族元素,因此它的價軌道中有七個價電子, O是VIA元素,所以它有六個電子s 和 H 只有一個電子。

所以 HClO2 路易斯結構的總價電子為, 7+(6*2)+1 =20 electrons.

現在我們必須為 HClO2 路易斯結構選擇中心原子。 Cl在HClO2中的所有分子中較大 劉易斯結構, 所以我們選擇 Cl 作為 HClO2 路易斯結構的中心原子。 兩個 O 和 H 通過適當數量的鍵連接到中心原子。

在 HClO2 路易斯結構中,所有原子都應遵循八位組規則。 所以根據八位組規則,每個原子所需的電子是 2+(3*8) = 26 個電子. 但是之前計算的 HClO2 路易斯結構的價電子是 20 個電子。 因此,電子短缺是 26-20 = 6 個電子。

六個電子的短缺將是 由 6/2 = 3 鍵累積。 因此,在 HClO2 路易斯結構中,至少需要 3 個鍵。 我們通過所需的鍵數將所有原子與中心原子相加。

兩個 O 原子通過兩個單鍵與 Cl 相加,h 將通過一個單鍵連接到一個 O。 作為酸分子 HClO2 應包含一個 -OH 基團,所以 H 原子連接到 O 位點,而不是 Cl。

添加合適數量的單鍵後,如果需要,我們添加了多個鍵。 為了證明 Cl 和 O 的化合價,我們在 Cl 和 O 之間添加了一個鍵。這是一個雙鍵特徵,它是 dπ-pπ 背膠 還可以。

現在在各自的原子上添加孤對。 兩個 O 分別包含兩對孤對,Cl 還包含兩對參與雜交的孤對。

2. HClO2路易斯結構形狀

HClO2 劉易斯結構的形狀是造成中心 Cl 原子上的孤對電子以及圍繞兩個 O 原子的原因。 由於孤對 - 鍵對排斥,形狀與實際的四面體形狀有些偏離。

HClO2 形狀

HClO2 的幾何形狀 劉易斯結構是四面體和兩個孤對 在中心 Cl 原子上。 但是分子的電子幾何形狀是有角的。 實際上,如果沒有 Cl 原子上的孤對電子,則 HClO2 路易斯結構彎曲或有角.

AX 型分子2  根據 VSEPR(Valence Shell Electrons Pair)理論,其形狀將是線性的。 但是如果中心原子上存在孤對,那麼它的幾何形狀或形狀就會改變並偏離理想的幾何形狀。

同樣,從周圍原子以及中心原子的外軌道的電子計數,等於 8 那麼它的形狀將是四面體. 因此,如果我們考慮 HClO2 中中心 Cl 原子上的孤對電子 劉易斯結構 那麼電子數為8,它採用四面體幾何形狀以及兩對孤對電子。

但如果沒有孤對, 形狀不能是線性的 由於 O 和 Cl 原子的電子密度排斥,對於 HClO2 劉易斯結構。

3. HClO2價電子

HClO2 路易斯結構的總價電子是分子中存在的每個原子的單個價電子的總和。 我們單獨計算每個原子的價電子,然後將它們加在一起形成 HClO2 路易斯結構。

HClO2 路易斯結構中的中心原子是 第 17 組 Clth 元素 在元素週期表中,所以它在價軌道上有七個價電子。 這七個電子參與了鍵的形成或孤對電子,因此我們將 Cl 的七個電子視為其價電子。

2nd HClO2路易斯結構中的重要原子是O, 這是第 16 組th 元素 在元素週期表中,它也屬於VIA族。 所以,它有 六價電子. 這六個電子參與了 HClO2 路易斯結構中的鍵形成和孤對電子,因此我們將 O 的六個電子視為其價電子。

剩餘的 H 原子在其軌道上有一個價電子。

因此,HClO2 路易斯結構中的總價電子為, 7+(6*2)+1 = 20 個電子。

4. HClO2 路易斯結構孤對子

孤對電子可用於那些在價殼或軌道中具有許多來自鍵對的電子的原子。 只有 O 和 Cl 原子在 HClO2 路易斯結構中具有孤對電子。

在 HClO2 路易斯結構中,CL 在其價殼層中有 XNUMX 個價電子,但並非所有電子都參與成鍵或供體,因此其餘未參與成鍵的電子以孤對電子形式存在。

 Cl 僅使用三個電子與兩個 O 原子、兩個單鍵和一個雙鍵形成鍵。 因此,存在於 HClO2 路易斯結構中 Cl 的價殼中的其餘四個電子以 Cl原子上的兩對孤對電子.

現在進入 O 原子,O 有六個價電子,因為它是 VIA 元素,並且兩個 O 在 HClO2 路易斯結構中形成兩個鍵。 一個 O 原子使 一個 sigma 和一個 π 鍵 與Cl和另一個O與Cl形成一個單鍵,與H原子形成一個sigma鍵。

所以基本上,兩個O原子在鍵形成中使用了兩個價電子,其餘四個電子中不參與鍵形成但貢獻八位字節的存在 每個 O 上有兩對孤對 HClO2 路易斯結構中的原子。

H沒有這樣的機會,所以它是缺乏單對。

5. HClO2 劉易斯結構八位組規則

化學鍵形成後元素週期表中的所有原子都試圖完成它們的八位字節並試圖獲得最接近的惰性氣體構型以獲得穩定狀態,特別是 s 和 p 塊元素始終遵循八位字節規則,並且在 HClO2 劉易斯結構中,所有原子都是from s 和 p 塊,因此它們必須遵循八位字節規則。

電子配置 Cl是[Ne]3s23p4, 它是一個組 17th 元素. Cl屬於鹵素家族和VIIA族。 從中心 Cl 原子的電子構型來看,我們可以說它有 3 個價電子,分別存在於 3s 和 XNUMXp 軌道中。 根據八位組規則,p 塊元素應該用八個電子完成價殼層,因此它需要一個電子來完成它的八位組。

Cl原子的3p軌道有3個電子,p軌道積累的最大電子數為XNUMX個,現在與兩個O原子與兩個電子形成兩個單鍵。 現在它的 XNUMXp 軌道中有六個電子正在發生雜化。 因此,Cl 通過與 O 進行雜交形成鍵來實現其八位字節。

現在對於 O,電子配置是, [他] 2秒22p4. O 是第 16 組th 元件和VIA元件。 因此,它有六個價電子,其中兩個電子在 2s 軌道上,四個電子在 2p 軌道上。 O 也是 ap 塊元素,因此它應該遵循八位組規則,通過六個電子完成其 2p 軌道。

現在 O 形成兩個鍵,一個與 Cl,一個與 H,或與 Cl 原子形成雙鍵。 在這兩個鍵中,O 共享它的兩個電子,另外兩個電子來自 Cl 或 H 位。 因此,在共享鍵形成之後,O 通過完成它的八位字節來完成它的 由六個電子組成的 2p 軌道 並且兩個電子已經在 2s 軌道上。

H是在其軌道中具有一個電子的s嵌段元素。 s 塊元素要完成八位組規則,它需要 s 軌道中的兩個電子,因為 s 軌道只有一個子殼才能累積最多兩個電子。 因此,H 與 O 形成鍵以共享其一個電子和另一個來自 O 位點的電子以完成其八位字節。

6. HClO2 lewis structure 正電荷

HClO2 路易斯結構中 Cl 的氧化態為 +3,但我們無法預測該分子是帶電的還是中性的。 因此,我們必須通過考慮每個取代基的相同電負性來計算分子的正式電荷。

我們可以用來計算正式費用的公式, FC = Nv - N.lp -1/2 牛bp

其中 Nv 是價殼層或最外層軌道中的電子數,NLP 是孤對電子中的電子數,Nbp  是僅參與鍵形成的電子總數。

在 HClO2 路易斯結構中,存在三個不同的取代基,因此我們必須計算單個原子的形式電荷。

Cl 的正式電荷為 7-4-(6/2) = 0

O 的正式電荷為 6-4-(4/2) = 0

H 的正式電荷為,1-0-(2/2) = 0

因此,從 HClO2 路易斯結構的形式電荷計算可知,分子是中性的,沒有電荷出現或電荷被完全中和。

7. HClO2 路易斯結構角

由於孤對 - 鍵對排斥,鍵角從 HClO2 路易斯結構中的預期值減小。 如果存在任何偏差因子,則鍵角總是會偏離分子中原子的正確取向。

HClO2鍵角

在 HClO2 劉易斯結構中,圍繞中心 Cl 的幾何形狀是四面體以及兩對孤對。 所以,預期 鍵角應為 109.50 根據 VSEPR 理論。 但這裡如果 O-Cl-O 鍵角採用 1090 那麼雙鍵和孤對之間應該存在大量排斥。

我們知道孤對和雙鍵需要更多空間。 因此,分子將不再以其穩定形式存在。 因此,避免這種排斥,O-Cl-O 鍵角從其原始值減小,它 應該在104附近0. 實際上,它採用彎曲型形狀,因此鍵角減小,鍵對和孤對對的正確取向。

同樣,在 HClO2 路易斯結構中也觀察到另一個鍵角 Cl-OH。 這個鍵角幾乎 1040 因為結構就像一個水分子V形。 實際上,O 周圍的幾何形狀是具有兩個孤對的四面體,但這裡的斥力比前一種情況要小,因為她 Cl-O單鍵 存在並且單鍵的鍵距總是大於雙鍵。

因此,這裡孤對的排斥力較小,鍵角接近 1040 像水分子,因為它採用與水相同的形狀。

8. HClO2路易斯結構共振

HClO2 路易斯結構的共軛鹼比酸分子的共振更穩定。 在氯離子(ClO2 - )由於負電荷,電子云可以通過共振在不同骨架形式之間離域。

HClO2 共振結構

所有三種結構都是 HClO2 路易斯結構的共軛鹼基的不同共振形式。 在三種結構中,III 是共振貢獻更大的結構,因為它更穩定 由於更多的共價鍵s 和負電荷存在於電負性原子 Cl 上。

在該結構之後,II 出現,因為它包含的共價鍵數量少於結構 I,但數量多於結構 I。結構 I 的貢獻較小或穩定性較差,因為它包含較少數量的共價鍵和一個正電荷電負性 Cl 原子,它是一個不穩定因素。

HClO2 路易斯結構的共軛鹼基的整體穩定性為 三>二>一。

9. HClO2 雜交

Cl和O的軌道能量不同,不易形成共價鍵,因此通過混合軌道進行雜化,產生等效軌道的雜化軌道,形成穩定的共價鍵。 中心 Cl 是 sp3 在這裡雜交。

我們用公式來預測 HClO2 路易斯結構的雜化是,

H = 0.5(V+M-C+A),其中 H = 雜化值,V 是中心原子中的價電子數,M = 包圍的單價原子,C = 否。 陽離子,A=否。 的陰離子。

在 HClO2 路易斯結構中,中心的 Cl 原子是, ½(6+2) = 4 (sp3)

結構體    雜交值  中心原子的雜化狀態    鍵角
線性           2          sp/sd/pd            1800
規劃器三角    3sp2                 1200
四面體      4sd3/sp3            109.50
三角雙錐 5sp3數據中心3          900 (軸向),1200(赤道)
八面體            6sp3d2/d2sp3          900
五角雙錐  7sp3d3/d3sp3            900,720

           

從雜交表中我們可以說,如果任何中心原子的雜交值為 4 那麼應該是sp3 雜交。

讓我們在 HClO2 路易斯結構下中心化 Cl 的雜化。

HClO2 雜交

從 HClO2 的箱形圖 劉易斯結構,我們可以說Cl上的兩對孤對也呈現出雜化軌道,我們不能考慮雜化中的π鍵。 這裡涉及一個 s 和三個 p 軌道。

10. HClO2溶解度

HClO2可溶於,

  • 四氯化碳

11. HClO2溶於水嗎?

HClO2是部分離子和極性的,所以它溶於水。

12. HClO2 是電解質嗎?

是的,HClO2 是水溶液中的電解質。

13. HClO2是強電解質嗎?

是的,電解會產生強 H+ 離子,所以它是一種強電解質。

14. HClO2是酸性還是鹼性?

由於酸質子的存在,HClO2呈酸性。

15. HClO2是強酸嗎?

由於存在強電負性 Cl 和 O 原子,HClO2 是一種強酸。

16. HClO2是多元酸嗎?

不,HClO2 是一元酸。

17. HClO2 是路易斯酸嗎?

不,HClO2 中不存在空位。

18. HClO2 是阿倫尼烏斯酸嗎?

HClO2 釋放 H+ 離子在水介質中,所以它是阿倫尼烏斯酸。

19. HClO2 是極性的還是非極性的?

是的,HClO2 是一種極性分子,因為它具有不對稱結構並具有合成的偶極矩。

20. HClO2 是線性的嗎?

不,HClO2 是彎曲的。

21. HClO2 是順磁性的還是抗磁性的?

由於沒有任何不成對的電子,HClO2 是抗磁性的。

22. HClO2沸點

由於雙鍵斷裂,HClO2 的沸點很高。

23. HClO2 是離子的還是共價的?

HClO2 是共價分子。

24. HClO2是氫鍵嗎?

不,在 HClO2 中不存在 H 鍵。

25. HClO2是二元還是含氧酸

是的,HClO2 是鹵素的二元含氧酸。

結論

HClO2 是一種強酸,因為它的共軛鹼更穩定。 由於 O 原子的數量較少,該酸的強度低於 HClO3。

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