Structure et caractéristiques de Na3N Lewis (13 faits complets)

Na₃N ou nitrure de sodium est le nitrure ternaire d'un composé de métal alcalin ayant un poids moléculaire de 82.97 g/mol. Nous allons maintenant discuter de Na₃N en détail.

Na₃N peut être considéré comme une molécule d'ammoniac où les trois atomes H sont remplacés par les trois atomes de sodium. L'arrangement de la molécule est comme l'ammoniac, qui est une fraction tétraédrique. Les paires isolées de N sont également impliquées dans la géométrie ainsi que dans l'hybridation. Il apparaît de couleur bleu foncé.

Il peut être synthétisé par la décomposition thermique de NaNH₂ ou réaction normale entre les atomes de Na et de N. Dans cet article, expliquons la propriété moléculaire de NaN₃ ainsi que son hybridation, sa solubilité, sa polarité et son angle de liaison avec une explication appropriée dans la section suivante de l'article.

1. Comment dessiner Na₃Structure de N Lewis

La structure de Lewis peut nous donner une bonne idée de la liaison, des électrons de valence, de la forme et de l'angle de liaison. Essayons maintenant de dessiner la structure de Lewis de Na₃N en quelques étapes.

Compter le nombre total d'électrons de valence

Les électrons sont impliqués dans l'orbitale de valence et la formation de liaisons pour le Na₃N, d'autre part, nous pouvons dire que chaque Na et N ont contribué au total à 8 électrons de valence pour la molécule responsable de la propriété chimique de la molécule.

Choisir l'atome central

Après avoir compté le nombre total d'électrons de valence, nous devons choisir l'atome central de la molécule. Le choix d'un atome central est une partie très importante car tous les atomes environnants lui sont connectés. Sur la base de la taille et de l'électronégativité, nous choisissons N comme atome central pour le Na₃Molécule N.

Satisfaire l'octet

Chaque atome d'une molécule après la formation de la liaison doit être satisfait par la complétion de son octet pour remplir son orbitale de valence et gagner en stabilité dans les gaz nobles. Pour compléter l'octet, chaque atome doit partager ou prendre un nombre approprié d'électrons en orbite de valence. Le nombre total d'électrons requis par octet est de 14.

Satisfaire la valence

Chaque atome doit former un nombre égal de liaisons à sa valence. Les électrons de valence sont 8 et les électrons octet seront 14, donc les 14-8 = 6 électrons restants devraient être accompagnés de 6/2 = 3 liaisons. N a une valence stable 3 et forme 3 liaisons avec trois atomes de Na et chaque Na forme une liaison simple avec N.

Attribuez les paires isolées

Il y aura un minimum de trois liaisons présentes dans la molécule de Na3N et après cela, s'il reste des électrons, ils sont utilisés dans la formation de liaisons (si nécessaire) ou existent sous forme de paires isolées sur des atomes particuliers. Seul N contient une paire isolée car il a cinq électrons de valence et forme trois liaisons partageant trois électrons.

2. Na₃N électrons de valence

Les électrons de Valence sont ceux présents dans l'orbite la plus externe et responsables de la propriété chimique d'un atome. Comptons les électrons de valence présents pour NaN₃.

Le nombre total d'électrons de valence est compté comme étant de 8 où les électrons contribuent à partir des 3 atomes de Na et 1 atome de N également. Ainsi, les électrons de valence totaux sont la somme des électrons de valence pour les atomes individuels. Nous devons compter les électrons de valence des atomes individuels, puis les additionner.

• La configuration électronique de Na est [Ne]3s¹
• Ainsi, l'électron de valence pour chaque atome de Na est 1
• La configuration électronique de N est [He]2s²2p³
• Ainsi, la configuration électronique de l'atome N est 5
• Ainsi, le total des électrons de valence pour le NaN₃ sont (1*3) + 5 =8

3. Na₃paires isolées de structure de N lewis

Le nombre de paires isolées correspond aux électrons restants des électrons de valence pour lier les électrons participants. Calculons les paires libres de Na₃N.

Le total des paires isolées présentes sur le Na₃N est 1 paire, ce qui signifie seulement 2 électrons de paire isolés et ces électrons proviennent de l'orbitale de valence de N. parce que N a 5 électrons, y compris ses deux orbitales de valence et seuls trois électrons sont utilisés dans la formation de la liaison, donc les électrons restants existent en tant que paire isolée .

• La formule à calculer pour les paires isolées est, paires isolées = électrons présents dans l'orbitale de valence - électrons impliqués dans la formation de la liaison
• Les paires isolées présentes sur chaque atome de Na sont, 1-1 = 0
• Les paires isolées présentes sur l'atome N sont, 5-3 = 2
• Ainsi, N contient seulement 1 paire d'électrons et c'est le total des paires isolées sur le NaN₃ molécule.

4. NaN₃ règle d'octet de structure de lewis

Après la formation de la liaison, la règle de l'octet est appliquée à la molécule en complétant l'orbitale de valence avec un nombre approprié d'électrons. Vérifions l'octet de NaN₃.

Pour la complétion des octets, Na et N ont besoin respectivement d'un et trois électrons car ils ont un et cinq électrons de valence dans leur orbitale de valence. Ainsi, le nombre total d'électrons requis pour l'octet est de 6 + 8 = 14 mais les électrons de valence sont disponibles à 8, de sorte que les électrons restants sont remplis par l'octet.

Il y aura 14-8 = 6 électrons partagés par les 6/2 = 3 liaisons nécessaires pour le NaN₃ molécule et chaque Na fait une liaison simple avec N de cette façon N fait trois liaisons simples pour compléter l'octet de N et Na. Ainsi, en partageant des électrons, chaque atome du NaN₃ complété son orbitale de valence et son octet.

5. NaN₃ forme de structure lewis

La forme moléculaire de NaN₃ est déterminé par la théorie VSEPR et la présence des atomes centraux et autres. Prédisons la forme du NaN₃.

La forme moléculaire du NaN₃ autour de l'atome N central se trouve une pyramide trigonale qui peut être déterminée à partir du tableau suivant.

La forme de la molécule tétracoordonnée est tétraédrique où la répulsion est très minime, mais si une liaison est remplacée par des paires isolées, la forme sera modifiée en pyramide trigonale comme AX₃Molécule de type E selon la théorie VSEPR (Valence Shell Electrons Pair Repulsion), NaN₃ adopté la forme pyramidale trigonale.

6. Na₃Angle de structure N Lewis

L'angle de liaison du Na₃N dépend de l'orientation des atomes de N et de trois atomes de Na dans une forme pyramidale trigonale. Calculons l'angle de liaison du Na₃N.

L'angle de liaison Na-N-Na est d'environ 107⁰, en raison des trois paires de liaisons et de la répulsion d'une paire isolée, la molécule diminue son angle de liaison à partir de la valeur idéale de 109.5⁰. la forme de la molécule a dévié de la forme idéale de tétraédrique à pyramidale trigonale, de sorte que l'angle de liaison est également modifié.

• Maintenant, nous essayons de fusionner l'angle de liaison théorique avec la valeur calculée de l'angle de liaison à partir de son 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 N est sp³ hybridé, donc le caractère s ici est 1/4^th
• Ainsi, l'angle de liaison est, COSθ = {(1/4)} / {(1/4)-1} =-( 1/3)
• Θ = COS^-1(-1/2) = 109.5⁰
• Mais la forme de la molécule change, de sorte que l'angle de liaison est également diminué.
• Ainsi, la valeur de l'angle de liaison est la valeur calculée et la valeur théorique est égale.

7. Na₃N lewis structure charge formelle

La charge formelle est un concept hypothétique en supposant une électronégativité égale pour tous les atomes afin de prédire la charge. Calculons maintenant la charge formelle de Na₃N.

La charge formelle indiquée par le Na₃La molécule N vaut 0 car la molécule Na₃N est de nature neutre. La charge accumulée par le cation ainsi que l'anion est entièrement neutralisée dans cette molécule. Les atomes de Na électropositifs sont neutralisés par des atomes d'azote électronégatifs par la charge de valence.

• La molécule est neutre sur le calcul de la charge formelle par la formule, Charge formelle = N_v - N_lp -1/2N_pb
• La charge formelle présente sur le Naatom est 1-0-(2/2) = 0
• La charge formelle présente sur l'ion Iodure est 5-2-(6/2) = 0
• Ainsi, la charge formelle de Na et Nare 0 et 0 respectivement, donc la valeur est la même et nulle, donc ils se sont neutralisés et rendent la molécule neutre

8. Na₃Hybridation N

L'atome central N subit hybridation parce qu'il a différentes orbitales d'énergie différente pour créer une liaison covalente. Voyons l'hybridation du Na₃N.

N est sp³ hybride où ses paires isolées sont présentes une orbitale hybride qui peut être confirmée à partir du tableau suivant.

• Nous pouvons calculer l'hybridation par la formule de convention, H = 0.5(V+M-C+A),
• Ainsi, l'hybridation de N central est, ½(5+3+0+0) = 4 (sp³)
• Une orbitale s et trois orbitales p de N sont impliquées dans l'hybridation.
• La paire isolée sur le N est impliquée dans l'hybridation.

9. Na₃N solubilité

La solubilité de la molécule covalente dépend de la tendance de la liaison H et de l'étendue de la dissociation. Voyons si Na₃N est soluble dans l'eau ou non.

Na₃N est soluble dans l'eau car la présence de l'atome N de plus petite taille électronégatif peut former une liaison H avec les paires isolées de la molécule d'eau. Aussi, le cation Na⁺ peut attirer la molécule d'eau par son potentiel ionique et devient soluble dans l'eau.

En dehors de l'eau Na₃N peut être soluble dans les autres solvants suivants

• CCl₄
• CHCl₃
• DMSO
• Benzène
• Toluène

10. Est-ce que Na₃N solide ou liquide ?

La plupart des molécules covalentes ont une énergie d'interaction plus faible entre les atomes constitutifs. Maintenant, nous voyons si Na₃N est de nature solide ou liquide.

Na₃N est une molécule covalente solide parce que la force d'attraction de van der Waal dans la molécule est très élevée, de sorte que tous les atomes existent à proximité les uns des autres. Sous forme cristalline, il existe sous forme cubique où chaque atome de Na est entouré de quatre atomes de N, et chaque atome de N est également entouré de quatre atomes de Na.

À température ambiante, il apparaît sous forme de cristal solide brun rougeâtre ou bleu foncé.

11. Est-ce que Na₃N polaire ou apolaire ?

La molécule covalente présente à la fois des caractères polaires et non polaires en fonction de la géométrie qu'elle a adoptée. Voyons si Na₃N est polaire ou non polaire.

Na₃N est une molécule polaire en raison de sa forme pyramidale, qui est asymétrique. Il existe trois travaux d'écoulement de moment dipolaire de l'atome de Na électropositif aux atomes de N électronégatifs. Mais là, aucune direction opposée du moment dipolaire ne sera observée en raison de la forme moléculaire et montrant un moment dipolaire résultant.

De plus, l'angle de liaison entre Na et N rend la molécule polaire pour son orientation.

12. Est-ce que Na₃N acide ou basique ?

L'acidité ou la basicité dépend de la capacité à donner du proton ou de l'hydroxyde dans la solution aqueuse. Voyons si Na₃N est acide ou basique.

Na₃N n'est ni de nature acide ni basique car il est formé par la réaction de neutralisation entre un composé acide (acide chlorhydrique) et un composé basique (hydroxyde de sodium). Il n'a donc pas de caractère particulier. Même il n'a pas de proton acide ou d'ion hydroxyde.

Mais la paire isolée sur le N peut être donnée en raison de la présence d'orbitales hybrides et peut donc être délocalisée et pour cette raison, elle agit comme une base de Lewis.

13. Est-ce que Na₃électrolyte N ?

La nature électrolytique des molécules covalentes est plus faible que celle des molécules ioniques car elles sont attirées par une force faible. Voyons si Na₃N est un électrolyte ou non.

Na₃N est un électrolyte fort car il peut se dissocier en deux particules hautement chargées Na⁺ et N^3-. En raison de la formation de ces deux types d'ions dans la solution aqueuse, la solution se charge également et transporte très facilement l'électricité.

14. Est-ce que Na₃N ionique ou covalent ?

La nature de la liaison de l'atome central dépend de la force d'hybridation ou d'interaction forte. Discutons si Na₃N est ionique ou covalent.

Na₃N est de nature légèrement ionique avec un caractère covalent car aucune molécule n'est ionique ou covalente pure à 100% selon la théorie de la polarisabilité de la règle de Fajan. Le N central subit une hybridation comme une molécule covalente mais Na⁺ a un potentiel ionique plus élevé, peut être une partie anionique polarisée.

Conclusion

Na₃N est une base de Lewis inorganique où la paire isolée sur le N peut être donnée au centre pauvre en électrons et participer aux diverses réactions. Il n'a pas de point de fusion même à des températures plus élevées, il se décompose en une forme élémentaire de couleur noire.

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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.