Structure de Lewis GaCl3, caractéristiques : 19 faits à connaître

Dans cet article, nous discutons du trichlorure du groupe 13^th élément. Discutons de la structure de GaCl3 Lewis et de différents faits importants.

GaCl3 ou trichlorure de gallium est un exemple de trihalogénure du groupe 13^th élément. Ga est très stable dans son état d'oxydation +3 car à cet état sa configuration électronique sera d¹⁰. Ga est le métal du groupe principal, il a donc une affinité pour se lier avec des atomes électronégatifs comme Cl. En raison d'un déficit en électrons, GaCl3 existe sous forme de dimère à l'état solide, Ga₂Cl₆ comme Al₂Cl₆. Sous forme dimère, il formera une liaison 3c-4e.

GaCl3 a un point d'ébullition élevé et un point de fusion très bas. GaCl3 est sp² hybridé. Ga a rempli des électrons d, donc les orbitales 4s et 4p participent à l'hybridation ou à tout type de formation de liaison. Le faible état d'oxydation de Ga peut permettre d'intervenir dans la formation de complexes pour le GaCl3.

1. Comment dessiner la structure de Lewis de GaCl3 ?

Pour un élément bloc ou tout type d'élément pouvant former une molécule, il est nécessaire de dessiner leur structure de lewis pour observer la structure de la liaison, la liaison, la méthode, etc. Considérons le dessin de la structure de Lewis de GaCl3.

Étape 1- La première étape consiste à compter les électrons de valence de chaque atome de la molécule et à les additionner. Nous calculons donc d'abord les électrons de valence dans le GaCl3 structure de lewis. Ga est p bloc groupe 13^th élément. La configuration électronique de Ga est [Ar]3d¹⁰4s²4p¹. Ainsi, il a une orbitale d vacante et trois électrons de valence dans les orbitales 4 s et 4 p. Encore une fois, Cl est aussi un p élément bloc mais il appartient à la famille des halogènes 17^th élément. La configuration de Cl est [Ne]3s²3p⁵. Ainsi, il a sept électrons dans sa couche de valence. Ainsi, le total des électrons de valence dans la structure de Lewis de GaCl3 est 3+(7*3)=24 électrons.

Étape 2 - dans le 2^nd étape, nous devons décider de l'atome central de toute molécule. Dans la structure de Lewis GaCl3, Ga est un bloc de métal donc il montre une charge positive, donc son électronégativité est très faible et pour cette raison, Ga sera choisi comme atome central dans la structure de Lewis GaCl3. Trois atomes de Cl sont présents sur les trois côtés des atomes centraux de Ga.

Étape 3 - Dans cette étape, nous devons calculer le nombre d'obligations nécessaires selon la règle de l'octet. Selon la règle de l'octet, chaque élément de bloc p essaie de compléter sa couche de valence par huit électrons. Ainsi, pour la structure de Lewis GaCl3, les électrons nécessaires selon la règle de l'octet seront 8 * 4 = 32 électrons. A l'état solide, GaCl3 existe sous forme de dimère, donc dans le dimère, les électrons nécessaires doubleront à partir du monomère. Ainsi, les électrons nécessaires seront 32*2 = 64 électrons.

Mais les électrons de valence pour le monomère GaCl3 seront 24 et pour le dimère, ce sera 24*2 = 48 électrons. Dans le dimère, il y aura une double liaison métal-métal et il y aura quatre électrons qui seront nécessaires. Ainsi, dans le dimère GaCl3, les liaisons requises en dehors des liaisons métal-métal seront, 1/2(64-4-48) = 6 liaisons, et dans le monomère GaCl3, les liaisons requises seront 3 liaisons.

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Step-4 Dans la quatrième étape, nous avons ajouté tous les atomes par le nombre requis de liaisons. Dans la structure de Lewis GaCl3, il y aura un minimum de trois obligations sont là ainsi, Ga et trois atomes de Cl sont attachés via trois liaisons simples.

Step-5 Dans cette étape, nous essayons de remplir l'octet de chaque atome de la structure de Lewis GaCl3. Après avoir ajouté les trois liaisons, l'octet de Ga est complété via la formation d'un dimère. Mais pour le Cl, six électrons existent dans leur couche de valence et pour compléter l'octet, ils existent sous forme de paires isolées sur les atomes de Cl.

2. Forme de la structure de Lewis de GaCl3 ?

La forme de la molécule dépend de l'hybridation, du mode de liaison et de la présence d'atomes environnants. Il y a trois atomes environnants pour Ga dans la structure de Lewis de GaCl3, donc la forme acceptable est trigone plane.

Ga est un élément de bloc et n'a que trois électrons dans sa couche de valence et ils forment une liaison avec trois atomes de Cl. Il n'y a pas d'autres électrons présents dans la couche de valence de Ga dans le GaCl3 structure de lewis. GaCl3 est un AX₃ type de molécule sans paires isolées d'atomes centraux, donc selon la théorie VSEPR, il devrait adopter une géométrie trigonale plane. Encore une fois, à partir de l'hybridation, on peut dire que si l'atome central est sp² hybridé de sorte que la forme de la molécule sera trigonale plane.

3. Angle de structure de Lewis GaCl3?

Pour une molécule trigonale plane, un angle de liaison devrait être de 120⁰. S'il n'y a pas de facteur de déviation présent, comme les paires isolées - la répulsion des paires de liaisons, la grande taille des atomes environnants, etc. Dans le GaCl3, l'angle de liaison Cl-Ga-Cl est de 120⁰.

Dans la structure de Lewis GaCl3, Cl-Ga-Cl est d'environ 120⁰. Ainsi, il est évident d'après la structure de GaCl3 qu'il est trigonal plan et qu'il n'y a pas de répulsion de paire de paires de liaisons isolées. En fait, dans la structure de Lewis GaCl3, il n'y a pas de facteur de déviation, donc l'angle de liaison est idéalement de 120⁰.

4. Électrons de valence GaCl3

Le nombre d'électrons de valence pour GaCl3 structure de lewis est calculé pour Ga et trois atomes de Cl individuellement. Ga et Cl sont tous deux des éléments de bloc p, nous ne comptons donc que les électrons dans les orbitales p, car ces électrons sont les électrons de valence de GaCl3.

Dans le GaC3 structure de lewis, Ga et Cl ont respectivement trois et sept électrons dans leur couche de valence. La configuration électronique de Ga et Cl est[Ar] 3d¹⁰4s²4p¹et [Ne] 3s²3p⁵respectivement. Ainsi, le total des électrons de valence dans le GaCl3 structure de lewis sont, 3+(7*3)=24

5. GaCl3 structure de Lewis paires isolées

Dans la structure GaCl3lewis, seuls les atomes cl ont les paires isolées, pas le Ga central. Tous les électrons de valence de Ga sont impliqués dans la formation de la liaison.

D'après la configuration électronique, il est évident qu'il n'y a que trois électrons dans la couche de valence pour Ga et que tous les électrons sont impliqués dans la formation de la liaison et qu'il n'y a pas d'électrons dans la couche de valence de Ga. Ainsi, Ga manque de paire isolée .

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Mais Cl a sept électrons dans ses orbitales de valence, il a donc sept électrons de valence et un seul électron est impliqué dans la formation de la liaison et le reste des six électrons existe sous forme de trois paires de paires isolées. Ainsi, il n'y a que des atomes de Cl contenant des paires isolées dans la structure de Lewis de GaCl3.

Ainsi, le total des paires isolées dans le gaCl3 structure de lewis sont 3*3 = 9 paires de paires isolées.

6. GaCl3 structure de Lewis charge formelle

La structure de GaCl3 Lewis est partiellement chargée ou neutre est prédite à partir de sa valeur de charge formelle. Compte tenu de la même électronégativité pour Ga et Cl, nous devrions calculer la charge formelle de la molécule.

C'est un concept théorique, donc la charge formelle a une formule spécifique, et la formule est,

FC = N_v - N_lp -1/2N_bp

La charge formelle sur Ga est 3-0-(6/2) = 0

La charge formelle sur Cl est, 7-6-(2/2) = 0

Ainsi, la structure de Lewis de GaCl3 est neutre par rapport à sa valeur de charge formelle.

7. Règle d'octet de structure de Lewis GaCl3

Dans le GaCl3 structure de lewis, seul Cl a complété son octet en complétant la couche de valence avec huit électrons, et Ga n'a pas complété son octet.

Cl a sept électrons dans sa couche de valence et il partage une liaison via deux électrons avec Ga et a complété son octet pour former une seule liaison. Mais dans le cas de Ga, il y a trois électrons dans la couche de valence et Ga fait trois liaisons avec shre trois électrons supplémentaires, il y a donc six électrons dans la couche de valence de Ga et il n'est pas complet son octet. C'est pourquoi Ga peut accepter plus d'électrons pour combler son déficit en électrons et fabrique des dimères pour compléter l'octet.

Lorsqu'il forme un dimère, les deux atomes de Ga sous forme de dimère complètent leur octet en pontant les atomes de cl. Ce modèle peut être expliqué par collage 3c-4e.

8. Résonance de la structure de Lewis de GaCl3

Il n'y a pas de tels nuages d'électrons présents sur les atomes de Ga pour la délocalisation dans différentes formes de squelette. C'est pourquoi la structure de Lewis de GaCl3 ne montre aucune structure résonnante.

9. Hybridation GaCl3

D'après la forme de la molécule et l'implication de l'orbitale, on peut dire que GaCl3 structure de lewis est hybride sp2.

Nous pouvons calculer l'hybridation GaCl3 en utilisant la formule suivante,

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

Dans la structure de Lewis de GaCl3, l'atome de Ga central est, ½(3+3+0+0) =3 (sp² hybride).

Si l'atome central d'une molécule est impliqué dans trois orbitales en hybridation, alors ce sera sp² hybridé.

Comprenons l'hybridation de la structure de Lewis de GaCl3,

D'après le diagramme en boîte de la structure de Lewis de GaCl3, il est évident que le Ga central est sp² hybride où seules les orbitales 4s et 4p sont impliquées et il y a des orbitales p vacantes dans Ga, de sorte que le monomère GaCl3 ne complète pas son octet.

10. Solubilité GaCl3

GaCl3 est soluble dans les solvants suivants,

Eau
Benzène
CCl₄
CS₂

11. Le GaCl3 est-il soluble dans l'eau ?

Comme discuté, le GaCl3 précédent est très soluble dans l'eau, car il est vacant sur l'orbite p, de sorte que les paires d'atomes d'oxygène isolées peuvent être attaquées et pour cette raison, il peut produire un adduit et le résultat est soluble dans l'eau. GaCl3 est très sensible à l'humidité.

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12. Le GaCl3 est-il un électrolyte fort ?

Oui, GaCl3 est un électrolyte très fort, dans un soluté aqueux, l'ion peut facilement être ionisé en Ga³⁺ et 3Cl^-, les deux ions sont de bons conducteurs d'électricité et tous deux sont solubles dans l'eau, ce qui fait de la solution un bon conducteur d'électricité.

13. Le GaCl3 est-il polaire ou non polaire ?

GaCl3 est dissous dans l'eau, c'est donc un signe que GaCl3 est une molécule polaire. La différence d'électronégativité entre GA et Cl est énorme, ce qui rend la molécule polaire. Encore une fois, en raison de la forme asymétrique, le maquereau a un moment dipolaire résultant.

14. Le GaCl3 est-il acide ou basique ?

GaCl3 est acide, c'est plutôt un acide de Lewis très fort.

15. GaCl3 est-il un acide ou une base de Lewis ?

Dans la structure de Lewis GaCl3, il y a une orbitale p vacante présente pour Ga, cette orbitale p est énergétiquement accessible et elle peut prendre des électrons ou des paires isolées à partir d'une base de Lewis appropriée et agit comme un acide de Lewis plus fort, mais dans le dimère du p vacant l'orbitale est remplie lors de la formation de la liaison, le dimère n'est donc pas un bon acide de Lewis.

16. Le GaCl3 est-il paramagnétique ou diamagnétique ?

Après la formation de la liaison, tous les électrons de valence de GaCL3 et même pour Ga(III_, tous les électrons d sont appariés. Ainsi, Gacl3 ou Ga(III) est de nature diamagnétique.

17. Le GaCl3 est-il linéaire ?

Non, GaCl3 n'est pas linéaire, la forme de la structure de Lewis de GaCL3 est plane trigonale et cela ressort également de l'angle de liaison et de sa valeur d'hybridation.

18. Angle de liaison GaCl3

Le GaCl3 la forme de la structure de lewis est plane trigonale et l'hybridation la valeur est sp2, donc l'angle de liaison est de 1200.

19. Point d'ébullition de GaCl3

Le point d'ébullition de GaCl3 est très élevé car à l'état solide deux centres Ga sont fortement liés et le solide est liquéfié. À l'état liquide, puisque les liaisons Ga-Ga sont extrêmement fortes à la température très élevée requise pour rompre ces liaisons, il a donc un point d'ébullition très élevé.

Conclusion

Dans la structure de Lewis GaCl3, Ga est sp² hybride mais il y a un déficit d'électrons dans le centre Ga et pour combler, le déficit GaCl3 existe sous forme de dimère via la liaison 3c-4e.

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Biswarup Chandra Dey

Salut……Je m'appelle Biswarup Chandra Dey, j'ai terminé ma maîtrise en chimie à l'Université centrale du Pendjab. Mon domaine de spécialisation est la chimie inorganique. La chimie ne consiste pas seulement à lire ligne par ligne et à mémoriser, c'est un concept à comprendre de manière simple et je partage ici avec vous le concept de chimie que j'apprends parce que la connaissance vaut la peine d'être partagée.