Le trifluorure d'arsenic (AsF3) possède un atome central d'arsenic (As) avec 5 électrons de valence, liés à trois atomes de fluor (F), chacun apportant 7 électrons de valence. La structure de Lewis montre trois liaisons As-F simples et une paire isolée sur l'atome As, utilisant 26 électrons de valence. AsF3 présente une géométrie pyramidale trigonale, avec des angles de liaison légèrement inférieurs à 109.5° en raison du doublet non liant sur l'arsenic, indiquant une hybridation sp³. Les liaisons As-F sont polaires en raison de la différence d'électronégativité (As : 2.18, F : 3.98), contribuant à la polarité globale de la molécule. Cette structure influence sa réactivité et son utilisation en synthèse chimique.
Trifluorure d'arsenic est principalement un composé gazeux mais on le trouve également à l'état solide également. Il est de structure pyramidale avec un angle de liaison (F-As-F) 96.20 et la longueur de la liaison As-F est de 170.6 pm. L'arsenic est sp3 hybridé en AsF3 molécule dans laquelle trois paires de liaisons et une seule paire sont présentes.
Concentrons-nous sur les sujets suivants concernant le trifluorure d'arsenic.
Comment dessiner AsF3 structure lewis ?
À connaître le processus de dessin d'une structure de lewis, vous devez d'abord savoir quelle est la structure de Lewis. Il s'agit essentiellement d'une représentation structurelle d'une molécule où les électrons non liés sont représentés autour des atomes participants respectifs dans la structure de Lewis.
- Détermination de l'électron de cantonnière : Dans cette molécule, AsF3, l'atome central, l'arsenic et les atomes substituants du fluor ont respectivement trois et cinq électrons dans leur enveloppe la plus externe.
- Connaître les électrons de liaison : Au total, trois liaisons covalentes sont présentes dans cette espèce moléculaire. Ainsi (3 × 2 = 6) électrons sont impliqués dans la liaison.
- Connaître les électrons non liés : L'arsenic a deux électrons non liés et le fluor a un total de cinq électrons non liés.
FSA3 Forme de la structure de Lewis
La forme et la structure de toute molécule sont presque deux mots similaires uniquement s'il n'y a pas de répulsion impliquant une paire de liaisons et qu'une paire isolée est présente. La structure géométrique ne dépend que de l'hybridation de l'atome central, mais la forme de toute molécule dépend des paramètres suivants -
- Hybridation
- Répulsion impliquant une paire isolée et des paires de liaisons.
La répulsion entre la paire de liaison et la paire isolée peut être de trois types -
- Paire isolée - répulsion de paire isolée
- répulsion paire de liaisons-paire de liaisons
- répulsion paire paire-liaison isolée
L'ordre croissant du facteur répulsif ci-dessus est-
paire de liaisons - répulsion de paires de liaisons < Paire isolée - répulsion de paires de liaisons < Paire isolée - répulsion de paires isolées.
En AsF3, l'arsenic et le fluor ont cinq et sept électrons dans leur coquille de cantonnière respective ou leur coquille la plus externe. La configuration électronique de la couche de cantonnière de As et F est de 2s2 2p3 et 22 2p5. Parmi ces cinq électrons d'arsenic, trois électrons participent à la formation de liaisons covalentes avec trois atomes de fluor. Le reste des deux électrons de cantonnière reste non lié.
Ces deux électrons isolés font face à la répulsion des électrons de liaison. Comme il n'y a qu'une seule paire isolée, la répulsion paire isolée-paire isolée est insignifiante pour cette molécule.
Pour cette répulsion paire de liaisons-paires de liaisons et paire isolée - répulsion de paires de liaisons, cette molécule est déviée de sa structure géométrique réelle (tétraédrique) et présente une structure pyramidale trigonale avec trois paires de liaisons et une paire isolée sur l'atome central, l'arsenic.
FSA3 Charge formelle de la structure de Lewis
Le calcul de la charge formelle de chacun des atomes d'une molécule est très important en chimie car il permet de détecter le plus stable structure de lewis. La représentation structurelle ayant un nombre maximal de charges formelles nulles de ses atomes respectifs sera la structure de Lewis la plus stable.
- Charge formelle = nombre total d'électrons de cantonnière - nombre d'électrons restant non liés - (nombre d'électrons impliqués dans la formation de la liaison/2)
- Charge formelle d'arsenic (As) : 5 – 2 – (6/2) = 0
- Charge formelle de fluor (F) = 7 – 6 – (2/2) = 0
D'après le calcul formel des charges, il ressort clairement qu'AsF3 est une molécule totalement neutre et de charge nulle.
FSA3 Angle de structure de Lewis
L'angle désigne essentiellement l'angle entre deux liaisons. L'angle de liaison dépend généralement des deux facteurs. Elles sont-
- Hybridation
- Répulsion
Dans cette molécule, l'hybridation de l'atome central est sp3. Ainsi, l'angle de liaison idéal devrait être de 109.50. Mais, en raison de la présence d'une paire isolée de répulsion de paires de liaisons, AsF3 est dévié de son angle de liaison réel et affiche l'angle (96.20) inférieur à la valeur réelle. En raison de la prédominance de la répulsion paire isolée-paire de liaisons sur la répulsion paire de liaisons-paire de liaisons, l'angle de liaison réel devient inférieur à l'angle de liaison idéal.
FSA3 Règle d'octet de structure de Lewis
La règle de l'octet est définie comme en chimie comme une règle très importante dans laquelle toute molécule doit avoir la configuration électronique dans sa coquille la plus externe à laquelle elle ressemble avec la configuration électronique de la coquille de valance de gaz noble la plus proche dans le tableau périodique.
Dans cette molécule de trifluorure d'arsenic, l'arsenic a cinq électrons de coquille de cantonnière. Après la formation d'une liaison avec trois atomes de fluor, l'arsenic gagne trois autres électrons dans sa coquille de cantonnière et cette configuration électronique correspond à son gaz noble le plus proche Krypton, Kr (4s2 4p6). Ainsi, la règle de l'octet est respectée pour l'arsenic.
Le fluor satisfait également la règle de l'octet. Il a un total de sept électrons de valance et après la formation de liaison avec l'arsenic, il atteint huit électrons de coquille les plus externes qui correspondent au néon de gaz noble le plus proche (2s2 2p6).
FSA3 Paires isolées de la structure de Lewis
Les paires isolées sont les électrons les plus externes de la coquille qui ne contribuent pas à la formation de liaisons avec d'autres molécules. Ils sont représentés autour des atomes dans la molécule structure de lewis. Ces paires isolées jouent un rôle important dans la détermination de la structure de toute molécule.
- Électron non lié = nombre total d'électrons de cantonnière - nombre d'électrons liés.
- Électrons non liés de As : 5 – 3 = 2 ou une seule paire.
- Électrons non liés de chacun des atomes de fluor : 7 – 1 = 6 ou trois paires isolées.
Ainsi, le nombre total d'électrons non liés dans AsF3 est = [2+(6×3)] = 20
FSA3 Électrons de valence
Les électrons de la coquille de Valance sont les électrons de la coquille les plus externes de tout atome. Ils sont les plus réactifs car ils ont le moins d'attraction nucléaire sur eux par rapport aux autres électrons de la coque interne.
L'arsenic est un élément du groupe de l'azote. Ainsi, il a cinq électrons dans sa coquille de cantonnière. Deux d'entre eux en orbite 4s et le reste des trois électrons en orbite 4p ayant une configuration électronique à moitié remplie.
Le fluor est un composé halogène et tous les composés halogène ont sept électrons dans leur coquille de cantonnière respective. Deux d'entre eux sont en orbite 2s et les cinq autres sont en orbite 2p.
FSA3 Hybridation
L'hybridation est l'un des facteurs les plus importants en chimie pour déterminer la forme moléculaire. Il décide de la forme et de l'angle de liaison d'une molécule, comme indiqué dans le tableau suivant.
| Hybridation de l'atome central | Structure |
| sp | luminaires Néon Del |
| sp2 | Trigonale plane |
| sp3 | Tétraédrique |
| sp3d | Bipyramidale trigonale |
| sp3d2 | Octaédrique |
Dans cette molécule l'arsenic est sp3 hybridé. L'hybridation d'AsF3 est montré ci-dessous.
L'arsenic a trois électrons dans son orbitale 4p. L'atome de fluor partage son électron de valance avec l'arsenic et ce sp3 l'hybridation est générée. L'hybridation n'est rien d'autre que le mélange de deux orbitales atomiques pour générer une nouvelle orbitale hybride. Dans ce sp3 l'hybridation, une orbitale s et trois p d'arsenic participe et le pourcentage d'orbitale s est de 25 et l'orbitale p est de 75. À partir de l'hybridation, nous pouvons prédire que cette molécule a trois paires de liaisons avec une seule paire rendant la molécule pyramidale trigonale.
FSA3 Solubilité
Le trifluorure d'arsenic est soluble dans différents types de solvants inorganiques et organiques comme l'éther, le benzène et la solution d'ammoniac. Il se décompose dans l'eau. Il est très réactif avec l'eau.
Est AsF3 acide ou basique ?
FSA3 est un élément de base doux en raison de la seule paire d'arsenic. L'arsenic peut facilement donner sa seule paire à n'importe quel atome déficient en électrons, ce qui est l'une des propriétés les plus importantes d'une base de Lewis. Ce ne peut pas être un acide car ce n'est pas une molécule déficiente en électrons, c'est plutôt une molécule riche en électrons qui agit comme un donneur de paires d'électrons et non comme un accepteur.
Est AsF3 ionique?
FSA3 n'est certainement pas un composé ionique. C'est un composé covalent. Dans cette molécule, trois liaisons covalentes au total sont présentes entre l'arsenic et trois atomes de fluor.
Dans cette molécule, l'arsenic a trois électrons p et chacun des atomes de fluor partage son électron de valence parmi sept avec l'arsenic. Ces électrons ne sont pas partagés ni complètement transférés du fluor à l'arsenic et la différence d'électronégativité entre As et F n'est pas non plus si élevée.
Pour être un composé ionique, un atome doit être un métal mais dans AsF3, l'arsenic est un métalloïde et le fluor est un non-métal. Ainsi, il s'agit d'un composé covalent et non d'un composé ionique.
Est AsF3 polaire ou apolaire ?
La polarité de toute molécule dépend de deux facteurs. Elles sont-
- Polarité de chaque liaison
- Orientation de la liaison et des atomes.
En AsF3, la liaison As-F est relativement polaire en raison de la faible différence d'électronégativité entre elles et la structure de cette molécule est pyramidale trigonale. Ainsi, un moment de liaison ne peut être annulé par une autre liaison.
Ainsi, toutes ces raisons indiquent qu'AsF3 est bien une molécule polaire avec un moment dipolaire permanent.
Conclusion
La explication détaillée sur la structure, l'angle de liaison, la forme et d'autres sujets pertinents d'AsF3 sont mis en évidence dans l'article ci-dessus. Nous pouvons voir que cette molécule présente une structure pyramidale trigonale avec un angle de liaison de 96.20 et ayant respectivement deux et six électrons non liés à l'arsenic et au fluor.
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