IF3或三氟化碘是一种黄色固体,被归类为卤素间化合物。它非常不稳定,在零下28摄氏度以上分解。
IF3的摩尔质量为183.9 g/mol。IF3的制备方法有两种:—
1.F2 + I2—> IF3在−45°C在CCl3F。
2.在低温下,采用氟化反应。
I2 + 3XeF2—> 2IF3 + 3Xe
现在让我们转向IF3的重要方面;Lewis结构,分子几何,杂化等。
IF3 Lewis结构
在我们开始学习画路易斯结构的步骤之前,让我们看看IF3的路易斯结构。正如你已经知道的,价电子被用来画任何分子的路易斯结构。
IF3的Lewis结构表明I被2对孤电子包围,并与每个F原子形成3个单键。
让我们看看一个应该遵循的步骤画刘易斯结构:-
步骤1。第一步也是最重要的一步是计算分子的价电子总数。
步骤2。接下来,我们需要确定分子的中心原子。
步骤3。现在我们开始画中心原子和周围原子之间的化学键。这些键用圆点表示。
步骤4。现在我们填入剩余的价电子,这样每个原子都完成了它的八隅体,使得整个分子稳定。
步骤5。如果可能的话,根据分子的稳定性将孤对转换成双键或三键。
作为最后的手段,我们应该总是检查每个原子的形式电荷,并确保它是尽可能低的。
对于任何分子来说,最好的路易斯结构应该是每个原子的形式电荷为0。形式电荷可以用公式计算:-
IF3路易斯结构的绘制步骤
步骤1。让我们从计算分子IF3的价电子总数开始。
I和F都属于第7族,因此各自有7个价电子。但是F有3个原子,所以它有7×3= 21个价电子。因此,分子IF3的总价电子数为21+7= 28。
步骤2。具有最高价电子和较多键位的原子被认为是中心原子。根据定义,IF3的中心原子是I。
步骤3。现在我们开始把电子排列成化学键用两个点表示。因为F有3个原子,6个价电子被用掉了。
步骤4。现在我们在每个原子周围排列价电子,使它形成八隅体。
完成上述过程后,我们看到有24个价电子被用光了。还剩下4个价电子。所以,这些价电子会作为孤对作用在中心原子I上。
现在我有8个以上的价电子。它可以容纳8个以上的价电子,因为周期低于5的原子可以有一个扩展的八隅体,因此可以携带更多的价电子。这是八位体规则的一个例外。
因此有2对孤电子,可以容纳8个以上价电子。
步骤5。现在我们有了我们的路易斯结构,让我们确保它是IF3最好的路易斯结构。如果我们检查分子中每个原子的形式电荷,我们会发现每个原子的形式电荷值都是0,这是可能的最低值。
因此,我们不需要把孤对转换成双键/三键,因为我们已经有了分子IF3最好的Lewis结构。
因此,当每个原子的形式电荷为0时,具有2个孤对的IF3的Lewis结构是最稳定的。
IF3杂交
杂化有助于我们更多地了解分子中成键的性质,并有助于确定分子的最佳、稳定的分子形状。
顾名思义,分子形成杂化轨道的组合以获得更大的稳定性。IF3杂化为Sp3d。
任何分子的杂交可以用给定的方法找到:-
方法1:加法方法:-
任何分子的杂化都可以通过将中心原子形成的键的总数和中心原子上孤对的数量相加来得到。
“hybrid (H)”由以下参数决定:-
H=2表示sp杂交,H=3表示sp2杂交,H=4表示sp3杂交,H=5表示sp3d杂交,H=6表示sp3d2杂交。
我们知道碘原子是IF3的中心原子。它连着3个F原子也有2对孤对。
所以当我们把成键位点和孤对的数量加起来我们得到H的值是2+3 = 5,也就是说IF3是Sp3d杂交的。
方法2:公式法:-
计算任意分子杂化的公式如下:-
H = 1/2 (V + mc +)
其中H表示中心原子上的杂化,V为分子中心原子上的价电子,M为与中心原子结合的单价原子,Cas为正离子或正电较多的原子上的电荷,A为阴离子或正电较多的原子上的电荷。
IF3的中心原子是I,所以V =7 (I的价电子)。F是一个单价原子,有3个F原子与I成键,所以M = 3。
因为分子的总电荷是中性的,所以C和A都是零。
因此用这个公式,
H = 1/2 (7 + 3)
H=5说明IF3是Sp3d杂化的。
因此,这两种方法可以用来测定任何分子的杂化。
IF3分子几何
任何化合物的分子形状都是由孤对和键对之间的斥力形成的。在我们进一步讨论之前,让我澄清一下分子形状和分子/电子几何之间的区别。
分子形状不考虑孤对,而分子几何在确定几何时考虑孤对。IF3的电子几何结构为三角双锥体。
但是IF3的分子形状是t型的。每个原子之间形成的键角接近90度。
符号AXE被用来确定分子的形状。
在那里,
中心原子数。
X =与中心原子成键的原子。
E=中心原子上的孤对数(非成键)。
现在让我们用上面的符号来确定IF3的分子形状。
A=1 (I(碘)是中心原子)
X= 3(3个F原子)。
E= 2(2对孤对)。
将每个符号的值代入,我们得到IF3的公式为AX3E2。
如果我们检查下面给出的VSEPR图表中的这个符号,我们会看到IF3形成了一个t型分子。
ClF3也是一个类似的分子,其结构和杂化与IF3相同。查看文章结构,杂化和几何。
IF3极性
IF3是极性分子。
现在我们已经学会了如何画出IF3的Lewis结构和分子形状,确定分子的极性将是小菜一碟。
如果我们看一下IF3的路易斯结构或者分子形状,我们可以看到它是一个t型分子。现在I(2.5)和F(4.0)之间的电负性差大于0.5,从而产生极性。
从IF3的结构来看,很明显偶极矩并不相互抵消,因为它不具有对称的形状。所有这些因素结合在一起使IF3成为极性分子。
结论
在这篇文章中,我们讨论了重要的主题,如刘易斯结构,杂化,分子形状,和极性的IF3。现在你应该能够回答任何关于IF3的问题了。如果您对上述讨论的任何话题有任何疑问,请随时与我联系。
学习快乐!