Kafli 7
Kafli 7
Róteindirnar í kjarnanum breytast ekki í venjulegum efnahvörfum. Aðeins ytri rafeindirnar hreyfast. Jákvæðar hleðslur myndast þegar rafeindir tapast.
P, I, Cl og O myndu mynda anjónir vegna þess að þau eru málmleysingjar. Mg, In, Cs, Pb og Co myndu mynda katjónir vegna þess að þau eru málmar.
(a) P3−; (b) Mg2+; (c) Al3+; (d) O2−; (e) Cl−; (f) Cs+
(a) [Ar] 4s2 3d10 4p6; (b) [Kr] 4d10 5s2 5p6; (c) 1s2; (d) [Kr] 4d10; (e) [He] 2s2 2p6; (f) [Ar] 3d10; (g) 1s2; (h) [He] 2s2 2p6; (i) [Kr] 4d10 5s2; (j) [Ar] 3d7; (k) [Ar] 3d6; (l) [Ar] 3d10 4s2
(a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1; Al3+: 1s2 2s2 2p6; (b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6; (c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s2; Sr2+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6; (d) 1s2 2s1; Li+: 1s2; (e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p3; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6; (f) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
NaCl samanstendur af stökum jónum sem raðað er í kristalgrind, en ekki af samgildum sameindum.
jónaefni: (b), (d), (e), (g) og (i); samgild efni: (a), (c), (f), (h), (j) og (k)
(a) Cl; (b) O; (c) O; (d) S; (e) N; (f) P; (g) N
(a) H, C, N, O, F; (b) H, I, Br, Cl, F; (c) H, P, S, O, F; (d) Na, Al, H, P, O; (e) Ba, H, As, N, O
N, O, F og Cl
(a) HF; (b) CO; (c) OH; (d) PCl; (e) NH; (f) PO; (g) CN
(a) átta rafeindir:

(b) átta rafeindir:

(c) engar rafeindir Be2+ (d) átta rafeindir:

(e) engar rafeindir Ga3+ (f) engar rafeindir Li+ (g) átta rafeindir:

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(a)
Í þessu tilfelli er Lewis-byggingin ófullnægjandi til að sýna þá staðreynd að tilraunir hafa sýnt fram á tvær óparaðar rafeindir í hverri súrefnissameind. (b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

(i)
(j)

(k)
(a) SeF6:

(b) XeF4 :

(c) : :

(d) Cl2 BBCl2 :

Tvær gildisrafeindir frá hverju Pb-atómi færast yfir á Cl-atóm. Pb2+-jónin sem myndast hefur gildishvolfsskipanina 6s2. Tveimur gildisrafeindum í HCl-sameindinni er deilt, en hinar sex eru staðsettar á Cl-atóminu sem stök rafeindapör.


(a)

(b)

(c)

(d)

(e)


Hvert tengi felur í sér deilingu rafeinda milli atóma. Tveimur rafeindum er deilt í eintengi, fjórum rafeindum er deilt í tvítengi og sex rafeindum er deilt í þrítengi.
(a)

(b)

(c)

(d)

(e)


(a)

(b)
CO hefur sterkasta kolefnis-súrefnistengið vegna þess að þrítengi tengir C og O. CO2 hefur tvítengi.
(a) H: 0, Cl: 0; (b) C: 0, F: 0; (c) P: 0, Cl: 0; (d) P: 0, F: 0
Cl í Cl2: 0; Cl í BeCl2: 0; Cl í ClF5: 0
(a)

(b)

(c)
![[Tvær Lewis-byggingar eru sýndar, með hornklofum umhverfis hvora um sig með hækkuðu mínusmerki og tvíhöfða ör á milli. Vinstri byggingin sýnir nituratóm með eitt stakt rafeindapar eintengt við súrefnisatóm með þrjú stök rafeindapör og tvítengt við súrefnisatóm með tvö stök rafeindapör. Táknin og tölurnar fyrir neðan þessa byggingu eru „opinn svigi, 0, lokaður svigi, opinn svigi, 0, lokaður svigi, opinn svigi, mínus 1, lokaður svigi“. Hægri byggingin birtist sem spegilmynd af þeirri vinstri og táknin og tölurnar fyrir neðan þessa byggingu eru „opinn svigi, mínus 1, lokaður svigi, opinn svigi, 0, lokaður svigi, opinn svigi, 0, lokaður svigi“.]](https://m4u5rs6quwqmofe9.public.blob.vercel-storage.com/openstax/chemistry-2e/is/image-v3/1fdade826754e56f88dd8009bac80fa91af0bebc/rendered.png?v=05e870722348)
(d)
![[Þrjár Lewis-byggingar eru sýndar, með hornklofum utan um hverja með hækkuðu mínusmerki og tvíhöfða ör á milli. Vinstri byggingin sýnir nituratóm sem er eintengt við tvö súrefnisatóm, hvort með þrjú stök rafeindapör og tvítengt við súrefnisatóm með tvö stök rafeindapör. Eintengdu súrefnisatómin eru merkt, frá toppi byggingarinnar og réttsælis, „opinn svigi, mínus 1, lokaður svigi, opinn svigi, plús 1, lokaður svigi“. Táknin og tölurnar fyrir neðan þessa byggingu lesast „opinn svigi, 0, lokaður svigi, opinn svigi, mínus 1, lokaður svigi. Miðbyggingin sýnir nituratóm sem er eintengt við tvö súrefnisatóm, hvort með þrjú stök rafeindapör, þar af er annað merkt „opinn svigi, plús 1, lokaður svigi“ og tvítengt við súrefnisatóm með tvö stök rafeindapör merkt „opinn svigi, 0, lokaður svigi“. Táknin og tölurnar fyrir neðan þessa byggingu lesast „opinn svigi, mínus 1, lokaður svigi, opinn svigi, mínus 1, lokaður svigi. Hægri byggingin sýnir nituratóm sem er eintengt við tvö súrefnisatóm, hvort með þrjú stök rafeindapör og tvítengt við súrefnisatóm með tvö stök rafeindapör. Annað eintengda súrefnisatómið er merkt, „opinn svigi, mínus 1, lokaður svigi á meðan tvítengda súrefnið er merkt, „opinn svigi, plús 1, lokaður svigi“. Táknin og tölurnar fyrir neðan þessa byggingu lesast „opinn svigi, mínus 1, lokaður svigi“ og „opinn svigi, 0, lokaður svigi“.]](https://m4u5rs6quwqmofe9.public.blob.vercel-storage.com/openstax/chemistry-2e/is/image-v3/263fd2cd3c8d574474c489b5bb2f41b94cd81ae5/rendered.png?v=f5ea421f97f5)
HOCl
Sú bygging sem gefur formlegu hleðsluna núll er í samræmi við raunverulega byggingu:

NF3;


(a) −114 kJ; (b) 30 kJ; (c) −1055 kJ
Meiri tengiorka er á myndinni til vinstri. Það er stöðugra formið.
HCl(g) ⟶ 1/2 H2(g) + 1/2 Cl2(g), ΔH1° = −ΔHf°[HCl(g)]; 1/2 H2(g) ⟶ H(g), ΔH2° = ΔHf°[H(g)]; 1/2 Cl2(g) ⟶ Cl(g), ΔH3° = ΔHf°[Cl(g)]. HCl(g) ⟶ H(g) + Cl(g), ΔH° = ΔH1° + ΔH2° + ΔH3°. D_HCl = ΔH° = −ΔHf°[HCl(g)] + ΔHf°[H(g)] + ΔHf°[Cl(g)] = −(−92,307 kJ) + 217,97 kJ + 121,3 kJ = 431,6 kJ
S-F-tengið í SF4 er sterkara.

C–C eintengin eru lengst.
(a) Þegar tvær rafeindir eru fjarlægðar úr gildishvolfinu missir Ca ysta orkuþrepið og fellur aftur á lægra n = 3 þrepið, sem hefur mun minni radíus. (b) +2 hleðsla kalsíums togar súrefnið mun nær samanborið við K og eykur þar með grindarorkuna miðað við jón með minni hleðslu. (c) Að fjarlægja 4s-rafeindina í Ca krefst meiri orku en að fjarlægja 4s-rafeindina í K vegna sterkara aðdráttarafls kjarnans og þeirrar viðbótarorku sem þarf til að rjúfa pörun rafeindanna. Önnur jónunarorka K krefst þess að rafeind sé fjarlægð af lægra orkuþrepi, þar sem aðdráttarafl kjarnans á rafeindina er mun sterkara. Að auki þarf orku til að afpara tvær rafeindir í fullu svigrúmi. Fyrir Ca krefst önnur jónunarorkan þess aðeins að stök rafeind sé fjarlægð af ytra orkuþrepi sem liggur opið. (d) Í Al er rafeindin sem fjarlægð er tiltölulega óvarin og ópöruð í p-svigrúmi. Hærri orkan fyrir Mg endurspeglar að fjarlægja þarf paraða 3s-rafeind.
(d)
4008 kJ/mol; báðar jónirnar í MgO hafa tvöfalda hleðslu á við jónirnar í LiF; tengilengdin er mjög svipuð og bæði hafa sömu byggingu; búist er við fjórföldun orkunnar miðað við jöfnuna fyrir grindarorku
(a) Na2O; Na+ hefur minni radíus en K+; (b) BaS; Ba hefur meiri hleðslu en K; (c) BaS; Ba og S hafa meiri hleðslur; (d) BaS; S hefur meiri hleðslu
(e)
Staðsetning tveggja para af ópöruðum rafeindum í vatni þvingar tengin til að taka á sig fjórflötungsbyggingu, og HOH-sameindin sem myndast er því hornbeygð. Í HBeH sameindinni (þar sem Be hefur aðeins tvær rafeindir til að tengjast tveimur rafeindum vetnisins) verða rafeindapörin að vera eins langt hvort frá öðru og mögulegt er og hún er þess vegna línuleg.
Gera þarf ráð fyrir rými fyrir hvert rafeindapar, hvort sem það er í tengi eða til staðar sem stakt par. Rúmfræði rafeindapara tekur mið af staðsetningu allra rafeinda. Bygging sameindar tekur aðeins mið af rúmfræði tengipara.
Svo lengi sem skautuðu tengin vega hvert annað upp (til dæmis ef tvö eins atóm eru staðsett beint á móti hvort öðru hvor sínu megin við miðjuatómið) getur sameindin verið óskautuð.
(a) Bæði rúmfræði rafeinda og bygging sameindar eru áttflötungslaga. (b) Bæði rúmfræði rafeinda og bygging sameindar eru þríhyrnd tvípíramídalaga. (c) Bæði rúmfræði rafeinda og bygging sameindar eru línuleg. (d) Bæði rúmfræði rafeinda og bygging sameindar eru þríhyrnd og slétt.
(a) rúmfræði rafeindapara: áttflötungslaga, bygging sameindar: ferningslaga pýramídi; (b) rúmfræði rafeindapara: fjórflötungslaga, bygging sameindar: bogin; (c) rúmfræði rafeindapara: áttflötungslaga, bygging sameindar: ferningslaga slétt; (d) rúmfræði rafeindapara: fjórflötungslaga, bygging sameindar: þríhyrndur pýramídi; (e) rúmfræði rafeindapara: þríhyrndur tvípýramídi, bygging sameindar: vippa; (f) rúmfræði rafeindapara: fjórflötungslaga, bygging sameindar: bogin (109°)
(a) rúmfræði rafeindapara: þríhyrningslaga slétt, bygging sameindar: bogin (120°); (b) rúmfræði rafeindapara: línuleg, bygging sameindar: línuleg; (c) rúmfræði rafeindapara: þríhyrningslaga slétt, bygging sameindar: þríhyrningslaga slétt; (d) rúmfræði rafeindapara: fjórflötungslaga, bygging sameindar: þríhyrndur pýramídi; (e) rúmfræði rafeindapara: fjórflötungslaga, bygging sameindar: fjórflötungslaga; (f) rúmfræði rafeindapara: þríhyrndur tvípýramídi, bygging sameindar: vippa; (g) rúmfræði rafeindapara: fjórflötungslaga, bygging sameindar: þríhyrndur pýramídi
Allar þessar sameindir og jónir innihalda skautuð tengi. Aðeins ClF₅, PCl₃, SeF₄ og hafa tvískautsvægi.
SeS2, CCl2F2, PCl3 og ClNO hafa öll tvískautsvægi.
P
óskautað
(a) fjórflötungslaga; (b) þríhyrndur pýramídi; (c) bogin (109°); (d) þríhyrningslaga slétt; (e) bogin (109°); (f) bogin (109°); (g) CH3CCH: fjórflötungslaga við CH3-kolefnið, línuleg við CCH-hlutann; (h) fjórflötungslaga; (i) H2CCCH2: línuleg við miðkolefnið og þríhyrningslaga slétt við endakolefnin

(a)

(b)

(c)
(d) inniheldur þrjú svæði með rafeindaþéttleika (öll eru tengi án stakra rafeindapara); lögunin er þríhyrningslaga slétt; CS₂ hefur aðeins tvö svæði með rafeindaþéttleika (öll eru tengi án stakra rafeindapara); lögunin er línuleg
Lewis-byggingin er gerð úr þremur einingum, en endurraða þarf atómunum:

Tvískaut sameindarinnar vísar burt frá vetnisatómunum.
Byggingarnar eru mjög svipaðar. Í líkanaham tekur hver rafeindahópur jafn mikið rými og því er tengjahornið sýnt sem 109,5°. Í „raunverulegum“ ham eru stöku rafeindapörin stærri, sem veldur því að vetnisatómin þrýstast saman. Þetta leiðir til minna horns, eða 104,5°.