Structure et caractéristiques du KMnO4 (13 faits importants)

KMnO₄ ou du permanganate de potassium est utilisé pour le titrage redox ayant un poids moléculaire de 158.034 g/mol. Parlons de KMnO₄ en détail.

KMnO₄ est un oxydant puissant, il peut facilement être oxydé par de nombreuses espèces et subir une autoréduction par transfert d'électrons. La partie contre-anion est également un agent oxydant fort, Mn est attaché par les quatre atomes O dans une fraction tétraédrique. C'est un cristal orthorhombique de couleur violet noirâtre.

KMnO₄ est principalement utilisé dans le titrage de l'acide oxalique comme auto-indicateur, car il contient des caractéristiques de couleur rose. Maintenant, dans cet article, nous devons connaître l'hybridation, la structure de Lewis, l'angle de liaison, la polarité et l'acidité du KMnO₄ avec une explication appropriée.

1. Comment dessiner le KMnO₄ la structure?

La structure de Lewis de toute molécule peut prédire la forme moléculaire et compter les électrons de valence. Maintenant, nous apprenons à dessiner la structure de Lewis de KMnO₄ en quelques étapes.

Compter les électrons de valence totaux

1^st L'étape consiste à compter le nombre total d'électrons de valence pour toute molécule tout en dessinant sa structure de Lewis. Le nombre total d'électrons de valence pour le KMnO₄ sont 32, y compris les électrons de valence des quatre atomes O et un atome K et Mn respectivement. Nous les additionnons simplement.

Choisir l'atome central

Une étape très importante pour dessiner la structure de Lewis de la molécule est de choisir les atomes centraux parmi tous les atomes. Le Mn est choisi comme atome central pour le KMnO₄. Parce qu'il a une taille plus grande et qu'il s'agit également d'un atome électropositif, il peut donc contenir tous les atomes constitutifs qui l'entourent.

Satisfaire l'octet

 Dans toute molécule, nous devons vérifier l'octet de chaque atome. Dans le KmnO₄, Mn a complété son octet en établissant des liaisons avec O via le partage d'électrons. Chaque atome O fait deux liaisons avec Mn pour partager deux électrons et compléter son octet. Même l'élément de bloc s K partage également son électron avec O pour compléter également son octet.

Satisfaire la valence

Lors de la formation de la liaison pour compléter l'octet, chaque atome doit être satisfait par sa valence stable. Mn a une valence stable est 7 et il fait sept liaisons avec quatre atomes O. O est fait de deux liaisons pour satisfaire sa di valence, et K ne fait qu'une seule liaison car il est stable par sa mono valence.

Attribuez les paires isolées

Une fois la liaison requise formée entre les atomes, certains ont plus d'électrons en excès dans la couche de valence. Ces électrons existent sous forme de paires isolées sur cet atome particulier et participent aux autres réactions supplémentaires. Dans le KMnO₄ molécule, seul chaque O contient deux paires de paires libres.

2. KMnO₄ électrons de valence de structure

Les électrons présents dans l'orbite la plus externe des atomes sont appelés électrons de valence, qui sont impliqués dans la formation de liaisons avec d'autres. Comptez maintenant les électrons de valence de KMnO₄.

Le nombre total d'électrons de valence pour le KMnO₄ molécule est 32 et pour K, Mn et quatre atomes O, les électrons de valence sont ensemble le même nombre, nous pouvons donc dire que les électrons de valence de la molécule sont la somme des électrons de valence de chaque atome présent dans cette molécule.

• Les électrons de valence pour le K est 1 (il appartient au groupe IA)
• Les électrons de valence pour le Mn sont 7 (appartiennent à l'élément de bloc d)
• Les électrons de valence pour chaque atome O sont 6 (appartiennent au groupe VIA)
• Maintenant, les électrons de valence totaux pour le KMnO₄ sont 1+7+ (4*6) = 32

3. KMnO₄ structurer des paires isolées

Les paires isolées participent à la réaction supplémentaire mais pas à la formation de liaisons, présentes dans les électrons de valence. Comptons le total des paires isolées de KMnO₄.

Il y a un total de 8 paires de paires isolées présentes sur le KMnO₄. Toutes les paires isolées proviennent du site O uniquement. O contient six électrons de valence et parmi eux, seuls deux sont utilisés dans la formation de la liaison, de sorte que les quatre électrons restants existent sous forme de paires isolées sur O. K et Mn ont ici zéro paire isolée.

• les paires isolées sont calculées par la formule, paires isolées = nombre d'électrons présents dans l'orbitale de valence - nombre d'électrons participant à la formation de la liaison.
• Les paires isolées sur le Mn sont, 7-7 = 0
• Les paires isolées sur le K sont, 1-1 = 0
• Les paires isolées sur chaque atome O sont, 6-2 = 4
• Ainsi, le total des paires isolées présentes sur KMnO₄, où quatre atomes O sont présents, 4*2 = 8 paires ou 16 paires d'électrons isolés.

4. KMnO₄ forme de structure

La forme de la molécule est déterminée par la bonne orientation de l'atome central et les atomes environnants évitent la répulsion. Prédisons la forme du KMnO₄.

La forme de la molécule pour KMnO₄ est tétraédrique, ce qui peut être indiqué dans le tableau suivant.

La théorie VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion) détermine la géométrie de la molécule. La HACHE₄ type de molécule a une géométrie tétraédrique ou un planificateur carré. Mais en géométrie tétraédrique, il y a moins de répulsion stérique que le planificateur carré car leur angle de liaison est plus élevé.

5. KMnO₄ angle structurel

L'angle de liaison est formé par les atomes constitutifs en les orientant correctement dans la géométrie adoptée. Calculons l'angle de liaison pour KMnO₄.

L'angle de liaison parfait pour le KMnO₄ molécule tétraédrique est 109.5⁰ selon la théorie VSEPR, pour l'angle de liaison, la molécule tétracoordonnée existe sans répulsion stérique, sinon, il y aura beaucoup d'encombrement stérique à venir. Pour éviter la répulsion stérique, la molécule tétraédrique fait cet angle de liaison.

• nous pouvons également calculer la valeur de l'angle de liaison par la valeur d'hybridation de l'atome central.
• La formule de l'angle de liaison selon la règle de Bent est COSθ = s/(s-1).
• L'atome central Mn est sd³ hybridé, donc le caractère s ici est 1/4^rd
• Ainsi, l'angle de liaison est, COSθ = {(1/4)} / {(1/4)-1} =-( 1/3)
• Θ = COS^-1(-1/3) = 109.5⁰

6. KMnO₄ structure hybridation

L'orbitale d de Mn et l'orbitale p de O ne sont pas compatibles pour la liaison, elles subissent donc une hybridation pour une liaison correcte. Voyons l'hybridation de KMnO₄.

L'atome central de Mn dans le KMnO₄ est sd³ hybridé, ce qui peut être confirmé par le tableau suivant,

• Maintenant, nous pouvons calculer l'hybridation du Mn par la formule, H = 0.5(V+M-C+A),
• Ainsi, l'hybridation de Mn central est, ½(4+4+0+0) = 8 (sd³)
• Une orbitale s et trois orbitales d de Mn sont impliquées dans l'hybridation.
• La double liaison et les paires isolées ne sont pas incluses dans l'hybridation.
• La valeur de l'angle de liaison a également confirmé la valeur d'hybridation du Mn.

7. KMnO₄ solubilité

La solubilité de KMnO4 dépend de l'énergie de dissociation des liaisons entre Mn et les atomes O à double liaison. Vérifions s'il est soluble dans l'eau ou non.

KMnO₄ est soluble dans l'eau car il peut être sujet à l'hydrolyse par la rupture de la double liaison Mn et O. Le d_π -p_π les liaisons entre O et Mn ne sont pas si fortes, elles peuvent donc être rompues par l'énergie d'hydratation et dissociées en une molécule d'eau. Mais la solubilité de KMnO₄ n'est pas si riche en eau.

En dehors de l'eau, il peut être soluble dans,

• Acide inorganique fort comme HCl,
• Une molécule organique non polaire comme CCl₄ et ainsi de suite

8. Est-ce que KMnO₄ solide ou liquide ?

L'état physique de KMnO₄ dépend de la force de la liaison et des atomes constituants qui y sont présents à une température donnée. Voyons s'il est solide ou non.

KMnO₄ est une molécule solide, elle apparaît comme une molécule cristalline violet-noirâtre car il y a trois doubles liaisons présentes dans la molécule, donc la molécule est très forte et dure. De plus, sa structure en treillis contient un cristal orthorhombique qui est très fort dans la nature, il existe donc sous forme solide.

Bien qu'il soit solide, son énergie d'hydratation est supérieure à l'enthalpie de liaison et il peut être liquéfié à une température plus élevée, il peut être liquéfié.

9. Est-ce que KMnO₄ polaire ou apolaire ?

La polarité du KMnO₄ dépend de la structure qu'il adopte et aussi de la différence d'électronégativité entre Mn et O. Voyons s'il est polaire ou non.

Le KMnO4 est une molécule polaire car il adopte une géométrie tétraédrique asymétrique autour du Mn central. Pour cette raison, le moment dipolaire entre O et Mn ne s'annule pas et il y a un moment dipolaire résultant qui sera présent. De plus, la différence d'électronégativité a été observée entre O et Mn.

 L'angle de liaison joue également ici un rôle important dans la polarité de la molécule. En raison de cet angle de liaison et de la différence électronégative, la molécule est polaire.

10. Est-ce que KMnO₄ acide ou base ou sel?

Pour qu'une molécule solide vérifie son acidité, il faut la solubiliser dans l'eau puis vérifier le pH de la solution. Voyons si KMnO₄ est acide ou non.

La solution aqueuse de KMnO₄ n'est ni acide ni basique, il est neutre car il n'y a pas de proton acide ou OH basique^- pas présent dans la molécule, lorsqu'elle est ionisée, l'ion permanganate vient de se former avec le cation potassium. Les deux ions sont de nature neutre en fonction de l'acidité. C'est donc un sel neutre.

Il peut se comporter comme un sel plutôt que comme un acide ou une base, mais en solution, il est toujours de nature neutre.

11. Est-ce que KMnO₄ électrolyte?

La nature de la substance lorsqu'elle présente des électrolytes dissociés en ions transportant l'électricité à travers la solution. Voyons si KMnO₄ est un électrolyte ou non.

Le KMnO₄ est un électrolyte fort car il peut être dissocié en deux ions hautement conducteurs l'un est K⁺ et l'autre est le permanganate. Les ions permanganate sont plus stables et hautement conducteurs en raison de leur nature résonnante. K⁺ a une plus grande mobilité et une densité de charge plus élevée pour transporter l'électricité très rapidement.

12. Est-ce que KMnO₄ ionique ou covalente ?

La nature de la liaison du KMnO₄ dépend du partage des électrons et de la règle de polarisabilité de Fajan. Voyons s'il est ionique ou covalent.

KMnO₄ est une molécule covalente car la liaison entre eux est formée par l'hybridation de l'atome central de Mn et partage également des électrons par l'hybridation des orbitales d et s. Mais la liaison formée par le O et le K par l'interaction ionique et l'interaction est très forte.

D'autre part, en raison de la règle de polarisabilité, il contient également quelques% de caractères ioniques et il y aura interaction ionique présente ion potassium et ion permanganate.

13. Est-ce que KMnO₄ un composé inorganique ?

Une molécule est inorganique, cela dépend des atomes présents dans la molécule, qu'il s'agisse de C ou d'autres éléments. Voyons si KMnO₄ est inorganique ou non.

KMnO₄ est un composé inorganique pur car il se compose uniquement d'atomes de K, Mn et O, il n'y a pas de partie hydrocarbure présente dans la molécule. La partie hydrocarbure est constituée uniquement d'atomes C et H et aucun autre élément ne sera présent mais contrairement au KMnO₄ il y a un autre élément présent sauf C et H.

La molécule organique ne contient pas toujours uniquement C et H, elle contient O, N, S et un halogène sous forme d'hétéroatomes, mais il doit y avoir une partie hydrocarbure où C et H forment une liaison directe.

Conclusion

Le permanganate de potassium est un agent oxydant puissant et il peut être oxydé avec beaucoup de fonctionnalités organiques, pour cette raison, il peut être utilisé dans de nombreuses synthèses organiques. Il est utilisé en chimie analytique comme redox titrant et la détermination de la force de l'acide oxalique KMnO₄ est utilisé et il agit ici comme un auto-indicateur.

En savoir plus sur la structure et les caractéristiques suivantes

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.