氟化学公式F2,淡黄色的双原子气体,有刺激气味。F2的分子量为37.997克/摩尔。其沸点−188°C,其熔点−219.67°C。
它在本质上是有毒的;它可以引起化学灼伤皮肤,如果吸入可以致命。高活性,能腐蚀金属,在高温下不稳定。
通过电解工业,F2生成氟化氢钾液(KHF2)在高温下;氟气是在阳极中解放出来,而在阴极氢气是解放了。
氟是主要用来准备所需的氟化铀核燃料循环。它还可以用于准备氟化物如SF6、ClF3, CoF3。
F2路易斯结构
化学键的刘易斯理论帮助我们想象的安排atoms-how附加或参与分子。
每个原子的价电子的参与成键,因此他们是唯一显示在路易斯结构。是尽管指出,这一理论的电子结构是相当原始的和最有限的。
在一个典型的路易斯结构,每个价电子被表示为一个点,两个原子之间的共价键(由于形成共享的两个电子)是表示为一条直线。
几个原子倾向于寻求八个电子通过化学键价电子层;这被称为八隅体规则,反映在一个分子的路易斯结构。
氢是一个例外,虽然;它寻求一个电子对,不是八隅体,因为它只有一个电子在其K壳,因此只需要一个实现K壳的最大容量。
惰性气体已经完全填满帷幔壳,所以他们不需要债券/与其他原子/分子反应。这就是为什么他们被称为“贵族”。
让我们看一下化学在F2键由路易斯结构。
步骤1。首先计算每个原子的价电子数F2和看到更多的电子氟原子需要形成一个八位字节。
氟原子的原子序数是9;因此,它具有9电子中性原子的形式。有两个电子在其K壳7电子壳。因此,每个氟原子有7个价电子。实现八隅体,每个原子都需要一个电子。
步骤2。氟的情况真的是最简单的一个问题。没有火箭科学进入确定这两个氟原子可以共享一对电子和快乐和满意自己的八位字节实现!
电子三个孤对电子在每一个氟原子被称为孤。
步骤3。现在,让我们构建一个骨架F2分子在步骤2中给出的信息的基础上。两个氟原子共享一对电子,因此它们之间有一个共价键。
你知道需要多少能量来打破这个键?这是157焦每摩尔。
这是大约一半所需要的能量打破碳碳单键。这个键能低氟解释了为什么它是被动的。
不管怎样,回到本文的主题!氟分子是中性的,即,没有收费。事实上,每一个氟原子的形式电荷为0。无论如何,对于您的信息,您可以引用的公式形式电荷如下提供。
形式电荷(FC) =价电子- 0.5 *孤对电子成键电子-电子
杂交F2
当两个原子的价层轨道重叠的分子通过共享一对电子,据说化学键形式之间的两个原子。
让我们看看氟原子的基态电子排布在F2 (s)的轨道。
F: 1 s22s22px22py22pz1
一个氟原子的价电子orbitals-2s 2 px, 2 py,和2 pz-hybridize在一起形成四个相同的sp3轨道,它们都有相同的能量。
三种杂化轨道完全填满(有两个电子在每个),第四个是装(即。,它有一个电子),因此可以接受一个。
这需要电子来自装sp3杂化轨道从第二个氟原子。这导致的形成之间的单键(也称为σ键)两个氟原子的装sp3杂化轨道。已经完全填满sp3杂化轨道上每个原子的孤。
判断中心原子的杂化的另一种方法是通过使用下列公式。
空间数量=σ键的数量+孤
| 位的数量 | 类型的杂交 |
| 2 | sp |
| 3 | sp2 |
| 4 | sp3 |
| 5 | sp3d |
| 6 | sp3d2 |
F2,空间数量= 1 + 3 = 4,相应sp3。
F2分子几何
价层电子对斥力(VSEPR)理论是首选的时候确定分子的几何形状。
根据这个,组成原子的分子排列的方式产生的斥力价层电子对所有原子是最小的。
分子的应用这一理论取决于化学计量学,对债券的数量,和孤的中心原子的数量。下面的表格列出了各种分子化学计量学和分子几何图形的基础上采用VSEPR。
而不是规则,让我们运用常识到现在F2。只有两个原子,所以几乎是唯一选择的两个原子排列在三dimensions-linearly-irrespective有多少债券对和孤。
因此,F2是线性分子!
F2分子轨道(MO)图
根据分子轨道(MO)理论,所有的组成原子分子形成的分子轨道。这些金属氧化物半导体原子轨道的线性组合。因此,电子在分子不单独分配给原子轨道,但分子轨道。
让我们看一看F2的莫图。2 s轨道的F原子混合形成一个低能量的成键轨道和高能反键轨道(如下所示)。
2 pz轨道相互混合(通过端点的重叠),形成一个成键轨道(σ)和一个反键轨道(σ*)。2 px和2 py轨道在F原子混合在一起(通过侧向重叠),形成两个成键π轨道和两个反键π*轨道。
σ和π轨道的形状不同,所以做的形状σ*和π*,因为不同的方式组成的原子轨道重叠。
请注意,有8混合原子轨道形成8分子轨道。这里,十四电子在分子轨道里从能量最低的一个。
如图所示,能量最高的反键轨道是唯一剩下的空置。我们已经看到上面的路易斯结构之间有一个σ键两个F原子。
现在,让我们从MO理论,计算F2分子的键序使用以下公式。
键序(BO) = 0.5 *(没有。电子成键轨道——没有。反键轨道电子的)
对于氟分子,BO = 0.5 (8 - 6) = 1。
F2的例子是一个简单的对称和diatomicity因为分子。
在更复杂的分子(多元和不对称),混合的程度,因此单个原子轨道的贡献形成一个特定的分子轨道取决于原子轨道的相对能量对齐。
F2极性
正如你可能已经注意到,F2分子是对称的,因为相同的元素的组成原子是F,因此没有区别的两个组成原子的电负性,从而使F2非极性。
这意味着f键的偶极矩为零!结果,整个F2分子非极性。
结论
概述本文中提供的结构有助于建立一个基本的了解通过化学键F2。
