L'ion cyanate a la formule chimique OCN-. Il est également connu sous le nom d'isocyanates. C'est un ligand ambidenté qui forme des complexes.
Le cyanate est une substance liquide incolore avec une légère odeur. S'il est traité avec de l'eau, il crée des fumées toxiques et s'il est chauffé à haute température jusqu'à sa décomposition, il peut produire des fumées de cyanure et d'oxydes nitriques toxiques pour la santé. Dans cet éditorial, nous apprenons OCN- structure de Lewis et ses faits détaillés.
Comment dessiner la structure de Lewis pour OCN-?
Quelques points à retenir lors de dessiner n'importe quelle structure de Lewis
- Calcul des électrons de valence totale de la structure
- L'élément a besoin de la plus faible électronégativité pour occuper la position centrale
- Relier tous les éléments par collage
Formule chimique pour cyanate l'ion est OCN-.
Le poids moléculaire de l'OCN- est de 42.017 g mol-1.
La géométrie moléculaire de l'OCN- est de forme linéaire.
OCN- a une hybridation sp.
OCN- est de nature polaire.
L'isomère de l'anaion fulminate le moins stable est le cyanate. Il a également diverses formes de sel comme le cyanate d'ammonium. Le cyanate est un anion composé de trois éléments différents, à savoir l'oxygène, le carbone et l'azote. La plupart des composés de cyanate sont toxiques à l'inhalation, inflammables et peuvent également provoquer une irritation des yeux, de la peau et des muqueuses.
C'est un ligand pontant et ambidenté (ambidenté signifie qu'il peut se coordonner avec l'un ou l'autre de ses deux éléments différents).
Dans la structure OCN-Lewis, il existe une liaison covalente simple entre les atomes de carbone et d'oxygène et une triple liaison entre les atomes d'oxygène et d'azote. L'atome d'azote dans OCN- la structure de Lewis porte une charge négative sur elle.
OCN - électrons de valence
- OCN - Calcul des électrons de valence totale de la structure
Calculons le nombre total d'électrons de valence sur l'ion OCN-. Comme nous sachez que l'ion OCN- implique trois éléments oxygène, carbone et azote, nous devons vérifier la position du groupe de ces trois éléments dans le tableau périodique. L'atome d'oxygène appartient au 16th groupe, l'atome de carbone appartient au 14th groupe et l'atome d'azote appartient à 15th groupe du tableau périodique.
Par conséquent, l'atome O contient 6 électrons de valence, l'atome C contient 4 électrons de valence et l'atome N contient 5 électrons de valence dans leur couche de valence. Comme l'ion OCN- a un atome O, un atome C et un atome N, calculons d'abord le nombre total d'électrons de valence pour l'ion OCN-.
Électrons de valence de l'atome d'oxygène = 6 x 1 (O) = 6
Électrons de valence de l'atome de carbone = 4 x 1 (C) = 4
Électrons de valence des atomes d'azote = 5 x 1 (N) = 5
Maintenant, ajoutez un électron supplémentaire pour la charge négative (-) présente sur l'ion OCN-
Ainsi, les électrons de valence totale de l'ion OCN- = 6 (O) + 4 (C) + 5 (N) + 1 (-) = 16
Par conséquent, les électrons de valence totaux sur OCN- structure de lewis a seize ans.
Trouvons le nombre total de paires d'électrons sur la structure OCN-Lewis en divisant le nombre total d'électrons de valence par deux.
OCN- paires d'électrons totales = OCN- électrons de valence totale / 2 = 16/2 = 8
Par conséquent, il y a au total huit paires d'électrons sur la structure OCN-Lewis.
- L'élément a besoin de la plus faible électronégativité pour occuper la position centrale
L'atome avec le moins d'électronégativité occupera la position centrale de l'OCN- structure de lewis. L'atome O a une électronégativité de 3.44, l'atome C a une électronégativité de 2.55 et l'atome d'azote a une électronégativité de 3.04. Ainsi, l'atome de carbone est le moins électronégatif des trois éléments. Alors l'atome de carbone occupera la position centrale de l'OCN- structure de lewis.
- Relier tous les éléments par collage
Maintenant, connectez les trois éléments O, C et N les uns aux autres en les liant avec une seule liaison covalente entre eux. Il y a l'implication de deux électrons de valence dans chaque liaison covalente unique.
Règle d'octet de structure OCN- Lewis
Nous avons au total 16 électrons de valence dans OCN- structure de lewis, dont quatre électrons impliqués dans la liaison entre OC et CN soit deux paires de liaisons. Il nous reste maintenant plus de 12 électrons de valence pour la distribution sur OCN- structure de lewis pour compléter l'octet des trois éléments présents dans l'ion.
Pour compléter l'octet, nous devons mettre les huit électrons dans la couche de valence des atomes. Maintenant, nous devons compléter l'octet des éléments extérieurs, c'est-à-dire l'atome d'oxygène et d'azote.
La structure ci-dessus montre que les électrons restants sont partagés sur O et N, il y a six électrons sur l'oxygène et six électrons sur l'atome d'azote sont distribués. Nous pouvons donc voir que les atomes O et N ont un octet complet, c'est-à-dire deux paires de liaisons et trois paires isolées. De même, l'atome N a également des électrons de liaison teo et trois électrons isolés.
Ainsi, l'atome O et N a un octet complet avec huit électrons mais l'atome C n'a que quatre électrons, c'est-à-dire des électrons de paires de liaisons.
Ainsi, l'atome de carbone n'est pas satisfait car son octet n'est pas complète et la structure est instable. Ensuite, nous devons déplacer les électrons des atomes d'azote et d'oxygène pour compléter l'octet de l'atome de carbone central et également pour former des doubles ou des triples liaisons pour obtenir une structure OCN-lewis stable que nous verrons plus loin dans l'explication de la structure de résonance.
OCN-Lewis structure des accusations formelles
Les atomes de n'importe quel structure de lewis avoir une petite charge formelle donne une structure plus stable. Il existe une formule pour compter les charges formelles sur les atomes dans une structure de Lewis comme suit.
Charge formelle = (électrons de valence – électrons non liés – ½ électrons liés)
Comptons les charges formelles sur la structure OCN-lewis. Donc, nous comptons d'abord la charge formelle de l'atome d'oxygène.
Atome d'oxygène : électrons de valence de l'oxygène = 06
Électrons non liés de l'oxygène = 06
Électrons de liaison de l'oxygène = 02
Charge formelle sur l'oxygène = (6 – 6 – 2/2) = -1
Atome de carbone : Électrons de Valence du carbone = 04
Électrons non liés du carbone = 00
Électrons de liaison du carbone = 04
Charge formelle sur le carbone = (4 – 0 – 4/2) = +2
Atome d'azote : électron de Valence de l'azote = 05
Électron non lié de l'azote = 06
Électrons de liaison de l'azote = 02
Charge formelle sur azote = (05 – 06 – 2/2) = -2
Par conséquent, l'atome d'oxygène a -1 charge formelle, l'atome de carbone a +2 charge formelle et l'atome d'azote a -2 charge formelle dans la structure OCN-lewis.
paires isolées de structure OCN-Lewis
Dans OCN- structure de lewis, après l'achèvement des deux éléments extérieurs, c'est-à-dire O et N, il y a au total douze électrons non liés sur les deux atomes. Cela signifie un total de six électrons isolés les paires sont présentes sur la structure OCN-lewis sous forme instable.
Ainsi, l'atome d'oxygène a trois paires d'électrons isolés, l'atome de carbone a zéro paire d'électrons isolés et l'atome d'azote a trois paires d'électrons isolés sur OCN- structure de Lewis.
Résonance de la structure OCN-Lewis
OCN- structure de lewis montre trois structures de résonance non équivalentes avec la formation de liaisons multiples (double/triple) par transfert d'électrons au sein de l'ion.
Dans la structure de résonance OCN, les distributions de charge et les liaisons varient et ont des niveaux d'énergie différents les uns des autres. Certaines structures de résonance montrent plus de stabilité que d'autres structures de résonance. Selon les règles de la structure de résonance, si la structure a moins d'énergie qu'elle est de nature plus stable.
Nous avons déjà vu dans le sujet des charges formelles que la structure OCN-Lewis consiste essentiellement en trois charges -1 sur O, +2 sur C et -2 sur N. Maintenant, nous devons convertir les paires d'électrons isolés de l'atome N plutôt que de l'atome O , car O est plus électronégatif que l'atome N. L'azote étant moins électronégatif peut fournir plus d'électrons de valence à partager.
Pour obtenir la structure de résonance plus stable, la charge négative doit être sur l'élément avec plus d'électronégativité. Ainsi, dans la structure ci-dessus, l'oxygène ayant une charge négative sur une structure de résonance, qui est plus stable car l'oxygène est plus électronégatif que C et N.
Nous devons convertir l'électron isolé des atomes d'azote en paire de liaisons pour créer une liaison CN dans les atomes C et N. Comme il y a plus de charges sur les atomes, nous devons convertir plus de paires d'électrons isolés d'atome N en paire de liaisons pour obtenir une triple liaison entre C et N, créant une charge négative sur l'atome O pour donner une structure plus stable.
Maintenant, dans la structure plus stable ci-dessus, nous pouvons voir que l'atome de carbone a maintenant huit électrons dans quatre paires de liaisons, c'est-à-dire que l'atome de carbone est satisfait d'un octet complet. De plus, la charge négative est sur l'atome O car il est plus électronégatif et montre une bonne structure de lewis.
Donc, finalement, nous concluons que la structure OCN-Lewis montre trois résonances après minimisation des charges sur elle. Une structure de résonance montre une liaison simple entre OC et une triple liaison entre CN, la deuxième structure de résonance montre une triple liaison entre OC et une liaison simple entre CN et la troisième structure de résonance montre des doubles liaisons entre OC et CN.
OCN- forme de la structure de Lewis
Comme nous l'avons déjà vu dans la résonance ci-dessus explication de la structure, que l'atome O porte -1 charge négative car il est plus électronégatif. De plus, O et C ont une liaison covalente simple et les atomes C et N ont une triple liaison montrant une forme de structure stable. Ainsi, il n'y a aucune paire d'électrons isolés sur l'atome de carbone central. La formule générique de la théorie VSEPR pour l'ion OCN- est AX2.
Selon la structure ci-dessus et ses électrons de valence, l'arrangement OCN-atomes semble planaire ; de plus, il n'y a pas de paires d'électrons solitaires présentes et la géométrie n'est pas non plus dans forme courbée. Ensuite, selon la théorie VSEPR, la structure OCN-Lewis est de forme linéaire.
OCN - Hybridation
L'hybridation de toute molécule peut être déterminée par la densité électronique présente sur l'atome. Dans la structure OCN-Lewis ci-dessus dont nous avons discuté, l'atome de carbone central crée des liaisons au sein de l'atome d'oxygène et d'azote, discutons maintenant de son hybridation.
Il existe une triple liaison entre le carbone et l'azote qui montre une densité d'électrons, le carbone a également une seule liaison covalente avec un atome d'oxygène qui montre une deuxième densité d'électrons. Comme il existe deux densités d'électrons pour l'atome de carbone dans la structure OCN-Lewis, les deux orbitales hybrides peuvent se former par atome de carbone pour former une liaison avec des atomes d'oxygène et d'azote.
Par conséquent, l'atome de carbone peut former une orbitale hybride 's' et une orbitale hybride 'p' lors de la formation d'une simple liaison bona et triple avec un atome d'oxygène et d'azote. Ainsi, l'atome de carbone central a 'sp' hybridation dans la structure OCN-Lewis.
OCN- polaire ou non polaire
Quelques points à noter, tout en considérant que toute molécule est de nature polaire ou non polaire comme suit.
- Si deux atomes ont plus de différence d'électronégativité, alors la molécule est de nature polaire.
- Symétrie ou forme moléculaire asymétrique, si symétrique alors non polaire et si asymétrique alors c'est une molécule polaire.
- Le moment dipolaire est créé en raison d'atomes centraux plus électronégatifs.
Discutons de la nature polaire ou non polaire de la structure OCN-Lewis. L'électronégativité de l'atome C est de 2.55, l'électronégativité de l'atome O est de 3.44 et l'électronégativité de l'atome N est de 3.04. Les différences d'électronégativité des trois éléments sont clairement visibles.
Dans le cas de la structure OCN-Lewis, la liaison carbone et oxygène (CO) et carbone et azote (CN) crée un dipôle dessus en raison de leurs différences d'électronégativité. En gros on sait cela, la molécule est polaire lorsqu'elle a une ou plusieurs paires d'électrons isolés sur l'élément central et ayant des éléments externes différents.
Ainsi, l'atome de carbone central de l'ion OCN- n'a pas de paires d'électrons isolés et l'ion OCN- a également une géométrie asymétrique. Ainsi, l'ion OCN- est de nature polaire.
OCN-angle de liaison de la structure de Lewis
La structure OCN-Lewis comporte trois éléments disposés dans un seul plan horizontal et ayant une distribution asymétrique des électrons qui montre la forme linéaire de l'ion OCN-.
Ainsi, la structure OCN-Lewis a un angle de liaison de 180 degrés.
OCN- structure de Lewis géométrie électronique
Nous avons déjà discuté de la structure leis, des charges formelles, des électrons de valence et de la structure de résonance de l'ion OCN-. D'où nous pouvons voir qu'il y a 16 électrons de valence au total présents sur l'ion OCN-.
À partir de ces 16 électrons de valence, nous pouvons créer deux doubles liaisons entre OC et CN ou nous pouvons créer une triple liaison entre OC ou CN. Mais la forme stable de la structure de résonance OCN montre une liaison simple entre les atomes O et C et une triple liaison entre les atomes C et N avec une charge négative sur l'atome O. Il existe également trois paires isolées sur l'atome O et deux paires isolées sur l'atome N en raison desquelles cet ion est appelé ligand ambidenté.
Ainsi, l'ion OCN- présente une géométrie de paire d'électrons tétraédrique.
OCN - Utilisations
Comme l'ion cyanate (OCN-) est de nature toxique, c'est-à-dire qu'il est inflammable, il provoque également des irritations de la peau, des yeux et des muqueuses humaines. Nous n'avons pas vu l'ion cyanate dans notre utilisation générale de la vie quotidienne. Il ne pourrait être utilisé que dans les usines et industries chimiques de haut niveau.
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