GaCl3ルイス構造式、特性:知っておくべき19の事実

この記事では、13族の三塩化物について説明しますth エレメント。 GaCl3ルイス構造とさまざまな重要な事実について説明しましょう。

GaCl3または三塩化ガリウムは13族の三ハロゲン化物の例ですth エレメント。 Gaは+3酸化状態で非常に安定しています。これは、その状態では電子配置がdになるためです。10。 Gaは主族金属であるため、Clなどの電気陰性原子と結合する親和性があります。 電子不足のため、GaCl3は固体状態のGaの二量体として存在します2Cl6 アルのように2Cl6。 二量体の形では、3c-4e結合を形成します。

GaCl3は沸点が高く、融点が非常に低くなっています。 GaCl3はspです2 ハイブリダイズ。 Gaはd個の電子を満たしているため、4sおよび4p軌道は混成軌道またはあらゆる種類の結合形成に関与します。 Gaの低酸化状態は、GaCl3の複合体形成に関与することを可能にします。

1. GaCl3ルイス構造式を描く方法は?

apブロック要素または分子を形成できるあらゆる種類の要素の場合、それらを描画する必要があります ルイス構造 結合構造、結合、方法などを観察します。GaCl3ルイス構造を描くことを考えてみましょう。

GaCl3ルイス構造
GaCl3ルイス構造

ステップ1- 最初のステップは、分子内のすべての原子の価電子を数え、一緒に追加することです。 まず、GaCl3 の価電子を計算します。 ルイス構造. Gaはpブロックグループ13ですth エレメント。 Gaの電子配置は[Ar]3dです104s24p1。 したがって、4s軌道と4p軌道に空のd軌道とXNUMXつの価電子があります。 繰り返しますが、Clも pブロック元素ですが、ハロゲン族グループ17に属していますth エレメント。 Clの配置は[Ne]3sです23p5. つまり、その原子価殻には3つの電子があります。 したがって、GaClXNUMXルイス構造式の全価電子は次のようになります。 3+(7 * 3)= 24 電子。

ステップ2 - 2でnd ステップでは、分子の中心原子を決定する必要があります。 GaCl3ルイス構造式では、 Gaはapブロック金属であるため、正電荷を示します、そのため、その電気陰性度は非常に低く、このため、 GaCl3ルイス構造の中心原子としてGaが選択されます。 中央のGa原子のXNUMXつの側面にXNUMXつのCl原子が存在します。

ステップ3 - このステップでは、オクテット則に従って必要な結合の数を計算する必要があります。 オクテット則によれば、すべてのpブロック元素は3個の電子によってその原子価殻を完成させようとします。 したがって、GaCl8ルイス構造式の場合、オクテット則に従って必要な電子は、4 * 32=XNUMX電子になります。 固体状態では、GaCl3は二量体として存在しますしたがって、二量体では、必要な電子は単量体から32倍になります。 したがって、必要な電子は2 * 64=XNUMX電子になります。

ただし、GaCl3モノマーの価電子は24になり、ダイマーの場合は24 * 2=48電子になります。 二量体では、金属-金属二重結合があり、XNUMXつの電子が必要になります。  したがって、GaCl3ダイマーでは、金属-金属結合以外に必要な結合は、1 / 2(64-4-48)= 6結合になり、GaCl3モノマーでは、必要な結合は3結合になります。

ステップ-4 3番目のステップでは、必要な数の結合ですべての原子を追加しました。 GaClXNUMXルイス構造式では、 最低XNUMXつの債券があります したがって、GaとXNUMXつのCl原子は、XNUMXつの単結合を介して結合します。

ステップ-5 このステップでは、GaCl3ルイス構造式のすべての原子のオクテットを実現しようとします。 XNUMXつの結合を追加した後、Gaのオクテットは二量体の形成を介して完成します。 しかし、Clの場合、XNUMXつの電子がそれらの原子価殻に存在し、オクテットを完成させるために、それらはCl原子上に孤立電子対として存在します。

2. GaCl3ルイス構造式?

分子の形状は、混成軌道、結合モード、および周囲の原子の存在によって異なります。 GaCl3ルイス構造式のGaには周囲にXNUMXつの原子があるため、許容できる形状は平面三角形です。

GaCl3形状

Ga は p ブロック元素であり、その原子価殻に 3 つの電子しかなく、XNUMX つの Cl 原子と結合を形成しています。 GaClXNUMX の Ga の原子価殻には他の電子は存在しません。 ルイス構造. GaCl3 は AX3 中心原子の孤立電子対を持たないタイプの分子であるため、VSEPR理論によれば、平面三角形の形状を採用する必要があります。 繰り返しますが、混成軌道から、中心原子がspである場合、2 分子の形状が平面三角形になるように混成。

3. GaCl3ルイス構造式の角度?

平面三角形分子の場合、結合角は120であると予想されます0。 孤立電子対-結合対の反発、周囲の原子のサイズの大きさなど、偏差係数が存在しない場合。GaCl3では、Cl-Ga-Cl結合角は120です。0.

GaCl3結合角

GaCl3ルイス構造式では、Cl-Ga-Clは約120です。0。 したがって、GaCl3の構造から、平面三角形であり、孤立電子対-結合対の反発がないことが明らかです。 実際、GaCl3ルイス構造式では、偏差係数が存在しないため、結合角は理想的には120です。0.

4.    GaCl3価電子

GaCl3の価電子の数 ルイス構造 Gaと3つのCl原子について個別に計算されます。 GaとClはどちらもpブロック元素であるため、p軌道の電子のみをカウントします。これらの電子はGaClXNUMXの価電子であるためです。

GaCl3価電子

GaC3では ルイス構造、Ga および Cl の原子価殻には、それぞれ XNUMX つおよび XNUMX つの電子があります。 Ga と Cl の電子配置は、[Ar] 3d104s24pおよび  [Ne] 3s23p5 それぞれ。 したがって、GaCl3の全価電子 ルイス構造 は、3+(7 * 3)= 24

5.GaCl3ルイス構造式孤立電子対

GaCl3lewis構造では、cl原子のみが孤立電子対を持ち、中央のGaはありません。Gaのすべての価電子が結合形成に関与しています。

GaCl3孤立電子対

電子配置から、Gaの原子価殻にはXNUMXつの電子しかなく、すべての電子が結合形成に関与し、Gaの原子価殻には電子が存在しないことが明らかです。したがって、Gaは孤立電子対の欠如です。 。

しかし、Clはその価電子軌道に3つの電子を持っているので、XNUMXつの価電子を持ち、XNUMXつの電子だけが結合形成に関与し、残りのXNUMXつの電子は孤立電子対のXNUMXつのペアとして存在します。 したがって、GaClXNUMXルイス構造には孤立電子対を含むCl原子しかありません。

したがって、gaCl3 の孤立電子対の総数は ルイス構造 は 3*3 = 9 ペアの孤立ペアです。

6.      GaCl3ルイス構造式形式電荷

GaCl3ルイス構造は部分的に帯電しているか、形式電荷値から中性であると予測されます。 GaとClの同​​じ電気陰性度を考慮して、分子の形式電荷を計算する必要があります。

これは理論的な概念であるため、形式電荷には特定の式があり、式は次のようになります。

FC = Nv - Nlp -1/2 Nbp

Gaに対する形式電荷は、3-0-(6/2)= 0

Clに対する形式電荷は、7-6-(2/2)= 0

したがって、GaCl3ルイス構造式は形式電荷値から中立です。

7.    GaCl3ルイス構造式オクテット則

GaCl3で ルイス構造、ClだけがXNUMXつの電子で原子価殻を完成させることによってそのオクテットを完成させ、Gaはそのオクテットを完成させません。

GaCl3の二量体

Clはその原子価殻にXNUMXつの電子を持ち、GaとXNUMXつの電子を介してXNUMXつの結合を共有し、そのオクテットを完成させて単結合を形成します。 しかし、Gaの場合、原子価殻にはXNUMXつの電子があり、GaはさらにXNUMXつの電子とXNUMXつの結合を形成するため、Gaの原子価殻にはXNUMXつの電子があり、オクテットは完成していません。。 そのため、Gaはより多くの電子を受け入れて電子不足を満たし、二量体にしてオクテットを完成させることができます。

それが二量体を形成するとき、二量体の両方のGa原子は、cl原子を架橋することによってそれらのオクテットを完成させます。 このモデルは、 3c-4eボンディング.

8.    GaCl3ルイス構造共鳴

異なる骨格形態で非局在化するためのGa原子上にそのような電子雲は存在しません。 そのため、GaCl3ルイス構造式は共鳴構造を示しません。

9.    GaCl3ハイブリダイゼーション

分子の形と軌道の関与から、GaCl3と言えます。 ルイス構造 sp2混成軌道です。

次の式を使用して、GaCl3混成を計算できます。

H = 0.5(V + M-C + A)

GaCl3ルイス構造式では、中央のGa原子は、½(3 + 3 + 0 + 0)= 3(sp2 ハイブリダイズ)。

分子の中心原子が混成軌道のXNUMXつの軌道に関与している場合、それはspになります2 ハイブリダイズ。

GaCl3ルイス構造の混成を理解しましょう。

GaCl3ハイブリダイゼーション

GaCl3ルイス構造式の箱ひげ図から、中央のGaがspであることが明らかです。2 4s軌道と4p軌道のみが関与し、Gaには空のp軌道があるため、GaCl3モノマーはそのオクテットを完了しません。

10. Visme    GaCl3の溶解度

GaCl3は次の溶媒に可溶です。

  • ベンゼン
  • CCl4
  • CS2

11. Visme    GaCl3は水溶性ですか?

前述のように、以前のGaCl3はp軌道が空いているため、水に非常に溶けやすく、酸素原子の孤立電子対が攻撃される可能性があります。このため、付加物が生成され、結果が水に溶けます。 GaCl3は湿気に非常に敏感です。

12。 GaCl3は強電解質ですか?

はい、GaCl3は非常に強力な電解質であり、水性溶質では、イオンを容易にイオン化してGaにすることができます。3+ および3Cl、両方のイオンは優れた電気伝導体であり、両方とも水溶性であるため、溶液は優れた電気伝導体になります。

13. Visme    GaCl3は極性ですか、それとも非極性ですか?

GaCl3は水に溶解しているので、GaCl3が極性分子であることを示しています。 GAとClの電気陰性度の差は非常に大きく、分子を極性にします。 この場合も、形状が非対称であるため、サバには双極子モーメントが発生します。

14. Visme    GaCl3は酸性ですか、それとも塩基性ですか?

GaCl3は酸性ですが、非常に強いルイス酸です。

15. Visme GaCl3はルイス酸またはルイス塩基ですか?

GaCl3ルイス構造では、Gaの空のp軌道が存在し、このp軌道はエネルギー的にアクセス可能であり、適切なルイス塩基から電子または孤立ペアを取り、より強いルイス酸として機能しますが、空のpからのダイマーでは軌道は結合形成時に満たされるため、ダイマーは優れたルイス酸ではありません。

16. Visme GaCl3は常磁性ですか、それとも反磁性ですか?

結合形成後、GaCL3のすべての価電子、さらにはGa(III_の場合でも、すべてのd電子が対になります。したがって、Gacl3またはGa(III)は本質的に反磁性です。

17. Visme GaCl3は線形ですか?

いいえ、GaCl3は線形ではなく、GaCL3ルイス構造式は三角形の平面であり、結合角とその混成値からも明らかです。

18. Visme GaCl3結合角

GaCl3 ルイス構造式は三角形平面であり、ハイブリダイゼーション 値はsp2であるため、結合角は1200です。

19. Visme GaCl3の沸点

固体状態では3つのGa中心が強く結合し、固体が液化するため、GaClXNUMXの沸点は非常に高くなります。 液体状態では、Ga-Ga結合は、それらの結合を切断するために必要な非常に高い温度で非常に強いため、非常に高い沸点を持ちます。

結論

GaCl3ルイス構造式では、Gaはspです。2 混成ですが、Ga中心に電子不足があり、それを満たすために、不足GaCl3は3c-4e結合を介して二量体の形で存在します。

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