7 étapes sur la structure de Lewis COH2, hybridation (résolu !)

Le formaldéhyde (COH2), également connu sous le nom de méthanal, possède un atome central de carbone (C) avec 4 électrons de valence, doublement lié à un atome d'oxygène (O) et simple lié à deux atomes d'hydrogène (H). L'oxygène apporte 6 électrons de valence et chaque hydrogène en apporte 1, totalisant 12 électrons. La structure de Lewis présente une double liaison C=O et deux liaisons simples CH, sans paires libres sur le carbone et deux paires libres sur l'oxygène. COH2 présente une géométrie planaire trigonale autour de l'atome de carbone avec des angles de liaison d'environ 120°, indiquant une hybridation sp². La molécule est polaire en raison de la différence d'électronégativité entre C (2.55), O (3.44) et H (2.20), affectant sa réactivité et son utilisation comme produit chimique industriel.

COH2 est un composé organique largement connu sous le nom de formaldéhyde, avec sa nomenclature IUPAC sous le nom de Methanal. Ce gaz à l'odeur piquante est hautement toxique et provoque une irritation des poumons lorsqu'il est inhalé, des yeux et de la peau.

Cependant, la structure de Lewis COH2 est encore largement utilisée pour diverses réactions de préservation des tissus, des agents anti-infectieux, des adhésifs, etc.

Structure de Lewis COH2
Structure de Lewis COH2

Comment dessiner COH2 structure lewis ?

COH2 structure de lewis est une représentation squelettique électronique d'une molécule qui indique le nombre de liaisons, les types de liaisons, les paires isolées, sa structure de résonance, etc. Cela fournit la structure squelettique adoptée par la formule moléculaire respective.

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Représentation moléculaire de COH2 de wikipedia

Méthodes pour dessiner COH2 structure de lewis :

  • Comptez le nombre total d'électrons de valence disponibles à partir de tous les atomes constitutifs.
  • C a une configuration électronique : [He]2s22p2 , O configuration électronique : [He]2s22p4 et configuration électronique H : 1s1 . Ainsi, un total de 12 électrons de valence sont disponibles pour construire la structure de points de Lewis.
  • L'atome central avec le moins d'électronégativité est choisi comme atome central. Électronégativité de C = 2.55, H = 2.2 et O = 3.44 . Cependant, dans ce cas et dans la plupart des composés organiques contenant du carbone, C est choisi comme atome central car il peut former quatre liaisons en raison de sa propriété de caténation, tandis que H ne peut former qu'une seule paire de liaisons et l'oxygène ne peut former que 2 paires de liaisons. .
  • Chaque atome constitutif accueillera 8 électrons pour remplir son octet à condition qu'il ne s'agisse pas d'atomes de coquille de valence expansés ou d'atomes déficients en électrons avec une covalence inférieure à 4.
  • Une liaison simple est tirée de chaque atome avec les électrons de valence vers les atomes voisins.
  • Comme il n'y a que 3 atomes autour de l'atome central, l'octet de C et O ne peut être complété que lorsqu'une double liaison est créée entre C et O . Ce faisant, il reste 4 électrons qui ne participent pas à la formation de liaisons et qui existent donc sous forme de paires d'électrons isolées sur des atomes O.

Remarque : les éléments déficients en électrons, c'est-à-dire avec une covalence inférieure à 3 ou des éléments avec une covalence supérieure à 4, violeront la règle de l'octet car ils ont soit moins de sous-couche, soit une sous-couche étendue pour accueillir les électrons. Par exemple. H2, SF6

Construction pas à pas de COH2  structure de lewis :

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COH2 Formation de la structure des points de Lewis.

COH2 charge formelle de la structure de lewis :

La charge formelle parle de la charge électronique acquise par chaque atome constitutif dans la structure de points de Lewis.

Connaître la charge formelle de chaque atome donne une représentation claire et complète de la molécule.

Généralement, la charge formelle peut être calculée mathématiquement par la formule :

Charge formelle = (Nombre d'électrons de valence dans un atome libre de l'élément) – (Nombre d'électrons non partagés sur l'atome) – (Nombre de liaisons à l'atome)

De plus, Charge sur la molécule = somme de toutes les charges formelles.

Charge formelle de Ha ,Hb  = 1 – 0 – 1 = 0

Charge formelle de C = 4 – 0 – 4 = 0

Charge formelle de O = 6 – 4 – 2 = 0

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Charge formelle attribuée aux atomes constitutifs.

COH2 résonance de la structure de Lewis :

COH2 la structure de Lewis a 3 structures de résonance distinctes illustrées ci-dessous.

Les électrons pi peuvent se délocaliser car ils sont moins fortement retenus par les atomes que les électrons liés sigma. Plus il y a de structures de résonance, plus grande est l'énergie de résonance et plus grande est sa stabilité.

Les 3 premières structures de résonance montrent comment les électrons pi se délocalisent sur les atomes C et O, faisant de la double liaison une liaison partiellement double avec un caractère de liaison simple également.

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Structure de résonance montrant l'électron délocalisation.

COH2 règle d'octet de la structure de lewis :

COH2 la structure de Lewis C et O suivent la règle de l'octet.

Chaque atome constitutif a un octet complet, avec H contenant seulement 2 électrons de valence dans leur coquille la plus externe, ce qui est une exception pour ne pas avoir de place/coquilles pour accueillir les électrons. De plus, sa covalence est 2.

COH2 électrons de valence :

Configuration électronique de C : [He]2s22p2

Configuration électronique de O : [He]2s22p4

Configuration électronique de H : 1s1

Le carbone a 4 électrons de valence, l'oxygène a 6 électrons de valence et l'hydrogène a 1 électron de valence. Il y a 2 atomes H, donc un total de 2 électrons de valence provenant de H.

Donc, nous avons un total de 4+6+2 = 12 électrons de valence. Ces 12 électrons de valence constituent le octet complet de la structure de Lewis COH2.

COH2 structure de Lewis a un total de 12 électrons de valence.

COH2 paires libres de structure de Lewis :

Il y a 2 paires d'électrons isolés résidant sur l'atome O. C n'a que des paires de liaisons et H n'a également qu'une paire de liaisons d'électrons.

COH2 la structure de Lewis a 2 paires isolées d'électrons résidant sur des atomes O.

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Paires d'électrons isolées représentées par 4 points sur l'atome O.

COH2 hybridation structure de lewis :

Configuration électronique de l'état fondamental de C : [He]2s22px12p1y2pz

Configuration électronique de l'état fondamental de O : [He]2s22p2x2p1y2p1z

Configuration électronique de l'état au sol de H : 1 s1

Configuration électronique de l'état excité de C : [He]2s12px12p1y2p1z

C subit sp2 hybridation où ses orbitales hybrides s et 2 p contenant chacune un électron s'apparient avec des orbitales hybrides 2 H et 1 O, l'électron restant de 2pz l'orbitale hybride fait la formation de liaisons pi avec l'une des orbitales hybrides p occupées individuellement de O. H subit la formation de liaisons sigma.

D'après la configuration électronique de O, il est clair que l'une des orbitales 2p occupées individuellement forme une liaison sigma en se chevauchant avec l'orbitale sigma de c le long de leur axe internucléaire.

L'autre orbitale 2p occupée individuellement de O subit un chevauchement latéral pour former une liaison pi, comme indiqué dans le diagramme de structure de Lewis. Les deux s non hybrides et l'un des prbitaux 2p contenant des électrons appariés existent sous forme de paires d'électrons isolées sur O.

Globalement, O a p2 hybridation, C a sp2 hybridation.

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COH2 structure de lewis hybridation avec la forme acquise - Trigonal plane

COH2 forme de structure lewis :

D'après la discussion ci-dessus de son hybridation, il adopte une structure plane trigonale avec tous les atomes étant sur le plan et sa forme est presque similaire à celle d'un triangle équilatéral.

L'atome central est entouré de 3 atomes en périphérie comme celui d'un triangle équilatéral. Les atomes autres que l'atome central sont également appelés atomes périphériques.

COH2 angle structure de lewis :

COH2 adopte une forme plane trigonale avec 1200 angle de liaison qui est bien justifié car c'est un sp2 molécule hybridée.

Est-COH2 Structure de Lewis polaire ou non polaire ?

COH2 structure de lewis est une molécule polaire. Cela peut s'expliquer sur la base de leur différence d'électronégativité qui, dans ce cas, a l'atome O l'électronégativité la plus élevée. O, avec X = 3.44, le plus élevé tire la densité électronique de C vers lui-même qui à son tour tire la densité électronique de H vers C rendant H partiellement positif.

Cela rend C légèrement chargé positivement et O gagne une charge négative partielle, ce qui crée une séparation de charge entre les deux extrémités de la molécule. Il en résulte la formation de dipôles responsables de la nature polaire de la molécule de formaldéhyde.

X = représente la magnitude de l'électronégativité

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La flèche indique le vecteur moment dipolaire.

Est-COH2 structure de Lewis ionique ?

COH2 structure de lewis est de nature ionique.

Comme O a une plus grande électronégativité O = 3.44 , il tire la densité électronique de C qui a une électronégativité de C = 2.55 vers lui-même qui à son tour tire la densité électronique de H [H = 2.22] vers C rendant H partiellement positif.

Cela rend C légèrement chargé positivement et O gagne une charge négative partielle, ce qui crée une séparation de charge entre les deux extrémités de la molécule, ce qui rend la molécule ionique.

COH2 solubilité de la structure de Lewis :

En raison de sa nature polaire, il est complètement soluble dans l'eau et légèrement soluble dans les solvants polaires comme l'acétone, l'éther, l'éthanol.

  • Eau – entièrement soluble
  • Acétone – soluble
  • Éther – Partiellement soluble
  • Chloroforme – Non miscible

Est-COH2 Structure de Lewis symétrique ou asymétrique ?

COH2 structure de lewis est une molécule symétrique. Lorsqu'un plan miroir passe à travers la liaison C = O, il produit une image miroir identique où les deux H lorsqu'ils sont observés ne peuvent pas être distingués l'un de l'autre.

Son groupe ponctuel est C2v semblable à celui d'un H2O molécule.

Est-COH2 Structure de Lewis acide ou basique ?

COH2 structure de lewis est un acide très faible. Il agit plus acide lorsqu'il est présent sous forme de polymère solide. A l'état gazeux, il est de nature assez basique.

Conclusion:

COH2 structure de lewis est une molécule trigonale symétrique qui a été largement utilisée comme formol dans les systèmes biologiques et les domaines médicaux.

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