HClO3 Lewis 結構、特徵:33 個完整的速覽

在本文中,我們應該討論 HClO3 路易斯結構和不同特徵的事實。 讓我們從 HClO3 路易斯結構的共價特徵開始這篇文章。

在HClO3 lewis結構中,Cl處於+5氧化態,是其最高氧化態,可以作為氧化劑,可以進行還原,也可以氧化其他取代基。 HClO3的pka值很低,幾乎是負值,是一種強無機酸。 中心 Cl 原子是 sp3 在這裡雜交。 中心 Cl 周圍的幾何形狀在 HClO3 劉易斯結構中是金字塔形的。

有兩個雙鍵 O 原子和一個 -OH 基團連接到中心 Cl 原子。 中央 Cl 包含五個鍵對和一個孤對。 圍繞單個 O 的幾何形狀是彎曲的。

有關的一些重要事實 HClO3

HClO3 在物理狀態下是液體。 它是一種無色液體化合物。 氯酸的摩爾質量為 84.45 g/mol。 酸的密度為 1g/mL。

氯酸可在實驗室中由硫酸與氯酸鋇反應制得。 不溶性硫酸鋇採用沉澱法除去。

鋇(ClO3)2 + H.2SO4 → 2 HClO3 + BaSO4

加熱次氯酸是與鹽酸一起製備氯酸的另一種方法。

3 HClO → HClO3 + 2 HCl

水溶液可在真空中濃縮至 40%; 進一步濃縮或升溫時發生分解:

8 HClO3 → 4 HClO4 + 2小時2O + 2 氯2 + 3 歐2

3 HClO3 → HClO4 + H.2O + 2 ClO2

氯酸及其共軛鹼氯酸鹽都是強的 氧化劑.

3氯化鉀3 + 4HCl = 2KCl + 氯2 + 2ClO2 + 2H2O

Cl的混合物2 和二氧化氯2 被稱為 優氯。

1.    如何繪製 HClO3 路易斯結構?

畫出 HClO3 路易斯結構式,我們必須遵循八位組規則,因為中心 Cl 來自 p 塊元素。 借助路易斯結構,我們可以了解 HClO3 的不同共價性質。

HClO3路易斯結構式
HClO3 路易斯結構式

步驟1-  在 HClO3 路易斯結構的第一步中,我們應該單獨計算每個取代基的價電子並將它們加在一起。 現在與Cl一起出現,這是p塊,第17組th 元素。 因此,它的價軌道中有七個電子。

現在對於 O,它也是 p 塊元素和組 16th 元素。 它屬於VIA族元素,因此它的價軌道中有六個電子,比Cl少一個電子。 存在三個 O 原子,因此總價電子為 3*6 = 18 個電子。

現在來看最後一個原子,即 H。H 是 IA 族元素,它只有一個電子,它只是它的價電子。

因此,在 HClO3 路易斯結構中,價電子總數為 7+18+1 = 26 個電子。

步驟2- 在2中nd 路易斯結構圖的步驟,我們決定哪個是中心原子。 這裡的歧義發生在 O 和 Cl 原子之間。 都是p塊元素 這兩種元素的電負性幾乎相同。 但它們的大小不同。 

Cl 的大小比 O 大,因為隨著原子主量子數的增加,元素週期表組的大小會增加。

因此,此處選擇 Cl 作為中心原子,三個 O 原子作為三個周圍原子存在。

步驟3-  HClO3 路易斯結構中的所有原子均來自 s 和 p 嵌段元素。 因此,這裡應用八位字節規則。 根據八位組規則 s 塊元素通過 a 完成其最外層軌道 最多兩個電子。

根據 p 塊元素的八位組規則,它們的價殼由 XNUMX 個電子完成,因為 p 軌道最多包含六個電子,而 p 塊元素始終包含 s 軌道並且有兩個電子。

所以根據八位組規則,HClO3 路易斯結構所需的電子是 4*8 +2 = 34 個電子。 但是 HClO3 路易斯結構中可用的價電子是 26 個電子。 所以,缺貨 電子是 34-26 = 8 個電子。 這 8 個電子累積在 8/2 = 4 個鍵中 在 HClO3 路易斯結構中的取代基中。

步驟4- 現在在這一步中,我們通過所需的鍵數將 HClO3 路易斯結構中的所有原子相互連接起來。 Cl 是此處的中心原子,因此 Cl 表示為中心位置,然後添加所需數量的鍵以連接所有原子。 三個O原子與中心Cl原子通過三個單鍵連接,一個鍵用於連接一個H與一個O原子。

因此,所有四個鍵都被正確使用,並且僅用於形成 sigma 鍵。

步驟5- 在最後一步,我們應該檢查一個分子中的所有原子是否滿足它們的八位字節。 為了滿足它們的八位字節,我們應該添加多個鍵並在它們上分配孤對。 為了完成中心 Cl 的八位字節,我們應該在 Cl 和兩個原子之間添加兩個雙鍵。 現在在 Cl 原子上分配了一對孤對。

所有三個O原子都形成兩個鍵,無論是與中心Cl的雙鍵還是與中心Cl的一個鍵和一個與H原子的鍵。 現在分配了四個孤對子.

2.    HClO3 路易斯結構形狀

HClO3 的幾何形狀 劉易斯結構 在中心的 Cl 和 O 原子周圍幾乎相同,但由於存在的環境不同,形狀有所不同。 由於 Cl 是中心原子,因此我們將形狀集中在 HClO3 路易斯結構中的中心 Cl 原子周圍。 形狀為金字塔形。

HClO3 形狀

分子的幾何形狀由 VSEPR(價殼電子對排斥)理論或周圍電子的存在決定。 現在從 VSEPR 理論,我們可以說,如果 AX3 在中心原子上具有孤對的分子類型總是採用四面體幾何形狀。

四面體幾何形狀對於 8 個電子系統來說是理想的,但由於孤對鍵排斥,會與實際形狀有所偏差。

在 HClO3 路易斯結構中,存在兩個雙鍵,我們知道雙鍵需要更多空間,並且還存在孤對。 由於避免排斥,它在中心 Cl 原子周圍採用金字塔形狀。

 但是這裡這個分子中存在另一種形狀。 單鍵 O 原子周圍的幾何形狀與中心 Cl 原子不同。 在單鍵 O 原子中,有一個 電子數為8,預計採用四面體幾何. 但它採用了 彎曲形狀 由於周圍環境的排斥,就像水分子一樣。

3.    HClO3 價電子

在 HClO3 路易斯結構中,價電子來自其取代基,如 Cl、O 和 H 原子。 單獨預測每個原子的價電子並將它們加在一起以獲得 HClO3 路易斯結構的總價電子。

在 HClO3 路易斯結構中,Cl、O 和 H 原子作為取代基存在。

17組th 元素Cl具有電子構型 [Ne] 3秒23p5. 它作為一個 鹵素族中的VIIA 元素。 從這個元素的電子構型,我們可以說Cl的價軌道是3s和3p。 在各自的軌道中總共存在七個電子。 這七個電子是價電子,因為它們存在​​於價軌道上,這些電子參與鍵的形成或捐贈。

現在組的電子配置 16th 元素O是[He]2s22p4. 它存在於 VIA 元素中,從電子配置來看,我們可以說 2s 和 2p 軌道是 O 的價軌道或最外層軌道。所以這些軌道中存在的電子是 O 的價電子。所以,O 有 六個價電子,因為兩個電子存在於 2s 軌道中,而 4 個電子存在於 2p 軌道中。

現在來找H。它是元素週期表中的第一個元素,也是它的1的位置st 組和 1st period..屬於IA組,電子配置為1s1. 因此,1s 軌道是它的價軌道,只有一個電子是 H 的價電子。

因此,HClO3 路易斯結構的總價電子為 7+(6*3)+1 =26 個電子。

4.    HClO3 路易斯結構孤對電子

在 HClO3 路易斯結構中,只有 Cl 和 O 原子只包含孤對電子。 HClO3 路易斯結構的總孤對是單個原子孤對的總和。

要計算每個原子的孤對電子,我們應該檢查個體的電子配置和價電子。 孤對電子是一種價電子,因為它們存在​​於每個原子的價殼中,但不參與鍵的形成,並且作為電子對存在於各個原子上。 它有助於八位字節規則。

從 Cl 的電子構型可以看出,Cl 有七個電子作為價電子存在,現在 Cl 與三個 O 原子形成三個 sigma 鍵,與兩個 O 原子形成兩個雙鍵。 因此,在形成多重鍵後,Cl 的價殼中保留了兩個電子。 這兩個電子作為 Cl 的孤對電子存在。

對於三個 O 原子,兩個 O 原子與 Cl 形成雙鍵,一個 O 原子與 Cl 形成一個鍵,與 H 形成一個鍵。所以三個 O 使用它們的兩個電子形成鍵,我們知道 O 有六個價電子,所以 其餘四個電子在三個 O 原子上以兩對孤對電子的形式存在.

H只有一個電子,該電子用於與O原子之一形成σ鍵。 因此,H 在 HClO3 路易斯結構中沒有孤對電子。

5.    HClO3 路易斯結構形式電荷

由於 HClO3 中存在不同的電負性原子,我們應該檢查 HClO3 路易斯結構的總電荷。 這個過程稱為正式收費。 但是我們在這裡假設所有原子都具有相同的電負性,因此 HClO3 路易斯結構的電負性沒有差異。

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。

存在三個不同的取代基 Cl、O 和 H,因此我們必須分別計算它們的正式電荷。

Cl 原子上的正式電荷為 7-2-(10/2) = 0

O 原子的正式電荷為 6-4-(4/2) = 0

H 原子上的正式電荷為 1-0-(2/2) = 0

因此,從上面的計算可以看出,HClO3 路易斯結構中的每個原子都是中性的。 也反映了HClO3路易斯結構也是中性分子。

6.      HClO3 劉易斯結構八位組規則

每個 s 和 p 嵌段元素在形成任何鍵或任何分子後都遵循八位組規則,以獲得像惰性氣體一樣的穩定性。 他們試圖獲得像最近的惰性氣體一樣的電子結構。 HClO3 路易斯結構中的取代基由 s 和 p 嵌段元素組成,它們應該遵循八位組規則。

HClO3 路易斯結構中的中心 Cl 來自第 17 組th 元素,它有七個價電子。 它是 ap 塊元素,因此根據八位組規則,它應該通過八個電子完成價殼來完成其八位組。 這些電子來自接受其他電子或通過與另一個原子的鍵共享。

Cl通過共享其電子中的三個和每個O原子中的一個與三個O原子形成三個鍵。 現在它的價態 p 軌道中有六個電子,並且已經有兩個電子存在於 s 軌道中,所以現在它可以用八個電子完成它的八位字節。 因此,在 HClO3 路易斯結構中, Cl可以通過與三個O原子形成三σ鍵並完成其p和s軌道來完成其八位字節。

現在對於 H,它只有一個價電子,它是塊元素,所以它需要一個電子來完成它的八位字節。 因此,當 H 與 O 形成鍵以從其一側共享一個電子並從 O 一側共享一個電子時,它可以完成其八位字節。

對於 O 原子,HClO3 路易斯結構中存在兩種類型的 O 原子。 兩個 O 原子通過雙鍵連接到中心 Cl 原子上,一個 O 原子通過單鍵連接。 O原子有 六個價電子並使用兩個電子作為雙鍵或兩個西格瑪鍵,所以 O 有兩個來自其側面的鍵對電子和來自另一個與之鍵合的位置的兩個電子,以及其餘四個孤對電子。 因此,O 原子也通過與 HClO3 路易斯結構中的其他原子共享鍵來完成它們的八位字節。

7.    HClO3 路易斯結構角

HClO3路易斯結構中中心Cl原子周圍的鍵角小於1200. 但是單鍵氧原子周圍的角度接近 1040.

HClO3鍵角

根據 VSEPR 理論,我們可以說金字塔結構的鍵角接近 1200. 但是三角平面的鍵角是1200. 但中心 Cl 原子周圍的鍵角小於 1200,由於存在廣泛的雙鍵-孤對斥力而發生。

由於HClO3路易斯結構的排斥力最小化,其鍵角有所調整,鍵角減小。 如果存在孤對排斥或鍵對排斥的任何偏差因子,則分子的鍵角總是小於預期值。

同樣,這裡在單鍵 O 原子周圍的 Cl 和 H 原子之間觀察到另一個鍵角。

單鍵 O 原子周圍的部分是四面體,因此鍵角預計為 1090,但存在兩個孤對,因此也會發生排斥。 盡量減少排斥 這裡的鍵角也減小並且在 104 左右0.

8.    HClO3 路易斯結構共振

ClO3 - 代替 HClO3 顯示出不同的共振結構,並且基於 ClO3 - 共振結構與 HClO3 的酸度有關。

HClO3 共振結構

這四種都是ClO3-的不同共振結構。 結構 IV 是貢獻最大的結構 因為它具有最大的穩定性,因為共價鍵的數量最多,並且負電荷存在於電負性 Cl 原子上。

在那之後,減少共價鍵結構 III 的數量,然後 II 和貢獻最小的是 I。

由於共軛鹼的共振結構數量較多,因此 HClO3 路易斯結構是一種強酸。

9.    HClO3 雜交

O的2p與3p或Cl的能量不同,因此它們發生雜化形成新的等效能量雜化軌道。 在 HClO3 路易斯結構中,中心 Cl 是 sp3 雜交。

我們使用公式預測 HClO3 的雜化 劉易斯結構 是,

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

因此,中心 Cl 原子的雜化為 1/2(5+3) = 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

                 

因此,從雜交表中可以看出,如果參與雜交的軌道數是 4,那麼中心原子應該是 sp3 雜交。

讓我們了解 HClO3 中中心 Cl 的雜化 劉易斯結構。

HClO3 雜交

從方框圖中,很明顯我們只考慮雜交中的 sigma 鍵而不是多重鍵。

10. HClO3 溶解度

HClO3 可溶於下列溶液,

  • CCl4
  • 乙醇

11. HClO3溶於水嗎

HClO3是一種極性溶劑,水也是極性的,所以它溶於水(像溶解一樣)。

12. HClO3是電解質嗎

是的,HClO3在水溶液中溶解並在陽離子和陰離子中電離並攜帶電流,所以它是一種電解質。

13. HClO3是強電解質嗎?

是的,HClO3 是一種強電解質,因為在水溶液中解離產生 H+ 離子,該離子遷移速度非常快並攜帶更多電流,因此它是一種強電解質。

14. HClO3是酸性還是鹼性?

HClO3有一個酸性H原子,所以它是酸性的。

15. HClO3是強酸嗎

由於存在更多的電負性原子,它們將σ電子密度拉向自己,並且酸性質子的釋放非常容易,因此具有強酸性。

16. HClO3是多元酸嗎?

不,它只有一個質子,所以它不是多元酸。

17. HClO3是路易斯酸嗎

這裡沒有接受孤對電子的空位,因此 HClO3 不可能是路易斯酸。

18. HClO3 是阿倫尼烏斯酸嗎?

是的,它可以釋放一個 H+ 離子,所以它是一種阿倫尼烏斯酸。

19. HClO3 還是 HIO3 更強?

Cl 的電負性比 I 大,因此 HClO3 是比 HIO3 強的酸。

20. HClO3 比 HClO2 強嗎?

HClO3比HClO2有更多的O原子,所以HClO3比HClO2強。

21. HClO3是二元酸嗎?

不,它是三元酸。

22. HClO3 是極性的還是非極性的?

HClO3 是一種極性化合物,由於其不對稱結構,它具有合成的偶極矩。

23. HClO3 是線性的嗎?

不,HClO3 是金字塔形的。

24. HClO3 是順磁性的還是抗磁性的?

由於沒有不成對的電子,HClO3 本質上是抗磁性的。

25. HClO3 沸點

HClO3的沸點是190C.

26. HClO3是雙質子嗎?

HClO3 是單質子的。

27. HClO3 是離子的還是共價的?

HClO3 是共價的。

28. HClO3是陽離子嗎

沒有 HClO3 不是陽離子而是 H+ 是它的陽離子。

29. HClO3 比 HCl 強嗎?

不,HCl 比 HClO3 強。

30. HClO3 比 hclo4 強嗎?

不,由於存在更多的 O 原子,HClO4 比 HClO3 強。

31. HClO3比HClO強?

是的,HClO3 比 HOCl 強。

32. HClO3是含氧酸嗎?

是的,HClO3 是 Cl 的含氧酸。

33. HClO3是水溶液嗎?

HClO3 是液體。

結論

HClO3 劉易斯結構 是三元化合物和一元酸。 由於存在更多的O原子,它是一種非常強的酸。 它是鹵素含氧酸 Cl 的一個例子。

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