題:
HClO的路易斯結構是什麼?
user13411
2015-02-15 21:51:17 UTC
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在許多站點中,我看到它們將$ \ ce {O} $放在中間,但是我們的老師說我們應該將$ \ ce {O} $放在四肢附近。最好的方法是什麼?

六 答案:
Martin - マーチン
2015-12-09 15:09:33 UTC
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我完全同意貢薩洛·賈斯蒂諾的回答,但想給它加上另一種陰影。

原則上,對於該分子,至少在氣相中存在許多可能的排列方式。在這種思想中,它僅指的是它們是勢能表面上的局部最小值。最穩定的是前面已經討論過的。次氯酸也是破壞臭氧循環的化合物之一。由於平流層中的濃度較低,因此我們可以找到三個原子的最可能排列。還應注意,這些反應通常是通過自由基途徑發生的。

$ \ ce {HOCl} $ span>

的結構

這些“怪異”化合物的鍵合情況根本不明顯,將其歸類為純共價鍵與將其稱為離子鍵一樣錯誤。
有趣的是,當我們看最穩定的債券時,$ \ ce {OH} $ span>債券的共價比 $ \ ce {O-Cl} $ span>債券的共價多得多。 ,即彎曲的構象。我不會詳細介紹可能的線性中間體,因為它們只是壽命很短的物種。
利用分子中原子的量子理論(QTAIM)對DF-BP86 / def2-SVP計算的分析向我們展示了這一點某些意外的行為。

QTAIM plot of HOCl

我們在這裡看到的是,由於電子密度為 $ \ rho_ \ mathrm {BCP}(\ ce {OH}),氫和氧之間的鍵是強共價鍵= 0.34〜\ mathrm {e \,a。\!u。^ {-3}} $ span>並且拉普拉斯算子具有較高的負值, $ \ nabla ^ 2 \ rho_ \ mathrm {BCP}(\ ce {OH})=-2.02 $ span>,即大量電荷積累。另一方面,氯氧鍵具有相當的離子特性。電子密度為 $ \ rho_ \ mathrm {BCP}(\ ce {O-Cl})= 0.18〜\ mathrm {e \,a。\!u。^ {-3 }} $ span>,而拉普拉斯算子是正數,而 $ \ nabla ^ 2 \ rho_ \ mathrm {BCP}(\ ce {O-Cl})= + 0.01 $ span>,即低電量消耗。這使該鍵約一半離子和一半共價。 (理想的離子鍵應具有接近零的電子密度和更大的正Laplacian值。)
從這種分析中可以看出,在氣相中,分子更有可能通過 $$ \ ce {HOCl -> [h \ nu] HO + Cl}。$$ span>在水溶液中還有很多平衡作用,該化合物的反應和穩定性很高pH值依賴性。通常,此化合物會在有機會時分解。

$ \ ce {OClH} $ span>

的結構結構大約 $ 61.5〜\ mathrm {kcal \,mol ^ {-1}} $ span>的能量較高,因此非常不穩定。但這並不意味著它不存在。
有趣的是,兩個鍵的強度大致相同,並且都可以認為主要是共價鍵。氧氯鍵 $ \ rho_ \ mathrm {BCP}(\ ce {O-Cl})= 0.25〜\ mathrm {e \,a。\!u。^ {- 3}} $ span>,其電子密度比氯氫鍵高, $ \ rho_ \ mathrm {BCP}(\ ce {Cl-H})= 0.21 〜\ mathrm {e \,a。\!u。^ {-3}} $ span>。兩者都有負的拉普拉斯算子, $ \ nabla ^ 2 \ rho_ \ mathrm {BCP}(\ ce {O-Cl})=-0.19 $ span>, $ \ nabla ^ 2 \ rho_ \ mathrm {BCP}(\ ce {Cl-H})=-0.57 $ span>,即電荷累積。

QTAIM plot of OClH

$ \ ce {HOCl} $ span>

其他可能的結構,例如線性或彎曲的 $ \ ce {OHCl} $ span>在勢能表面上不是最小值。它們可能以激發態或過渡態存在,但壽命極短。在處理複雜的氣相反應時,只需關心這些物種。 (現在有一種方法可以使它們在溶液中穩定。)

結論

雖然理論上有可能使氧處於末端位置,但肯定不是基態。還需要考慮的另一個方面是,路易斯結構如何精確地表示分子。特別是在涉及小分子時,由於大多數理論都在這個水平上失靈,因此人們總是必須帶著一粒鹽來攝取它。
對於化學的高中水平,這個問題的答案是


如果那沒有使您感到無聊,那麼我是否可以推薦其他文獻: Kirk A. Peterson,Sergei Skokov和Joel M. Bowman; J。化學物理。 1999, 111,7446。鏡子

bon
2015-02-15 22:25:35 UTC
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在中間放氧氣絕對是正確的方法。

enter image description here enter image description here

Another.Chemist
2015-05-22 22:04:03 UTC
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  • HOCl的Lewis結構

enter image description here

  • 基於此示例確定Lewis結構的正確方法,是:

    1. 價電子總數:$ 7 + 6 +1 = 14 $
    2. 八位位組/雙峰所需的電子總數:$ 8 \ cdot2 + 2 \ cdot1 = 18 $
    3. 共有/鍵合的電子總數:$ 18-14 = 4 $(換句話說,只有兩個單鍵。)
    4. 孤對中的電子總數:$ \ text {Step 1}-\ text {Step 3} = 14-4 = 10 $(換句話說,只有5對獨立電子($ \ ce {O} $為2對,$ \ ce {Cl} $為3對) )
    5. ol>
  • 有關如何繪製Lewis結構的更多信息,請遵循 link

Yomen Atassi
2015-02-15 22:37:36 UTC
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次氯酸的路易斯結構:enter image description here

Gonçalo Justino
2015-02-16 02:52:17 UTC
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問題在於$ \ ce {HOCl} $會像通常那樣分解為$ \ ce {H + + OCl-} $,這只能是可能的,因為$ \ ce {Cl} $正式是$ \ ce {Cl +} $,而不是預期的$ \ ce {Cl-} $。如果將$ \ ce {O} $放在一個末端,則最終將以$ \ ce {OHCl} $結束,這是沒有意義的,因為$ \ ce {H} $不能進行兩個鍵或$ \ ce {OClH} $,這是沒有道理的,因為$ \ ce {HCl} $獨立存在。

次鹵酸,如$ \ ce {HOCl} $,是進入“怪異”化學反應的切入點鹵化物,至少在我知道的歐洲國家中,這些鹵化物直到大學才被覆蓋。

經仔細檢查,我不同意您的回答。 '$ \ ce {OClH} $ […]毫無意義,因為$ \ ce {HCl} $獨立存在'-這與'$ \ ce {CO2} $毫無意義,因為$ \ ce { CO} $獨立存在”。 $ -1 $
Jan
2015-12-09 16:32:19 UTC
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其他答案很好地證明了化學正確性。但是從高中的角度來看,沒有什麼可以阻止您以不同的方式繪製結構,對嗎?好吧,讓我們看一下路易斯結構中的兩種可能性(為清楚起見,省略了孤對):

考慮每個原子遵守八位位組定律(氫:雙態定律)因此末端非氫具有3個孤對,中心原子具有2個孤對。哪個結構更穩定?請考慮以下規則:

  1. 所有八位位組的結構比每個原子都擴展或不足八位位組的結構更穩定。

    因為它們都是

  2. 具有最少形式費用的結構更穩定。

    右側結構獲勝;它的正式費用為零,而左邊的$ \ pm 1 $。現在需要更長的時間。

  3. 對於無法避免形式電荷的結構,在負電性原子上具有形式性負電荷而在正電性原子上具有形式性正電荷更加穩定。 / p>

  4. ol>

    因此,它們都是可能的結構(Martin在那裡進行了很好的計算),但是我們可以正確地預測更穩定的結構根據這些規則(再次以馬丁的結果為起點)。您的老師基本上告訴您跳過此分析,直接進入正確的答案。



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