NCl3是三氯化氮的化学式。此外,它被称为三氯胺,是一种黄色和油性的卤素氮化物,具有刺鼻的气味。它被称为强炸药,因为纯形式不稳定,对热、冲击、光和任何有机化合物敏感。
它解释了三氯化氮不流动的原因,并必须在需要时当场制备。
NCl3 + 3h2o→NH3 + 3hocl
当三氯化氮与空气中的水反应时,会产生氮气和氯气。两者都与大气气体发生反应,引发反复的爆炸,难以停止。
阻止三氯化氮爆炸的最好方法是使用热水或阳光。制备三氯化氮有不同的方法,并非所有方法都适用于每个人。
下面将讨论一些方法:
当氯与铵盐反应时,会产生三氯化氮的液滴。
氨和三氯异氰尿酸的反应产生氯胺,氯胺放在一边会形成三氯胺或三氯化氮。
氯化铵电解产生三氯化氮。
三氯化氮(NCl3)的Lewis结构
路易斯结构是开始研究任何分子的物理和化学性质的最重要的一步。
对于三氯化氮,在绘制分子的路易斯结构之前,必须先研究参与原子的路易斯结构。
氮和氯的原子序数分别是7和17。它使它们的电子构型:
氮:1s2 2s2 2p3
氯:1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
由此可见,氮和氯的价电子分别为5和7。这意味着氮还需要3个价电子,而氯只需要1个就能完成它们的八隅体。
现在,让我们学习画三氯化氮路易斯结构的步骤:
步骤1:确定一个三氯化氮分子中已经存在的价电子总数:
它是26,因为5个来自氮原子,21个来自3个氯原子。
步骤2:确定在一个三氯化氮分子中完成八隅电子所需的价电子数:
它是6,因为每个氮原子需要3个,每个氯原子需要1个。因为有3个氯原子,所以它们总共需要3个价电子。
步骤3:找出中心原子:
作为单一实体存在的原子被认为是中心原子。此外,具有最低电负性值的元素成为中心原子,因为它需要形成最大数量的键。
因此,氮原子是中心原子。
步骤4:画出基本的骨架:把氮原子放在中心,氯原子放在氮原子的三面。
现在,将可用的价电子成对地放在每个原子周围,并重新排列它们的位置,以完成每个原子的八隅电子。
步骤5:确定参与分子之间形成的键的类型:
这将是一个单键,因为每个氯原子只需要一个价电子,而氮原子需要三个价电子来完成它们的八隅体。
步骤6:三氯化氮的Lewis结构如下图所示:
价电子是什么?
我们知道原子的结构与我们的太阳系非常相似,因为原子核位于中心,电子在它们自己的壳层中围绕它运行。
原子核产生一种吸引力,确保每个原子都在自己的轨道上运动。每一层的拉力变小,最外层的拉力最小。因此,存在于最外层的电子所承受的拉力最小,并且很容易参与成键。
这些在最外层的电子叫做价电子。
在这里,重要的是要知道最远的两层或三层也可以由价电子组成。价电子总是遵循八隅体规则,它们的最大数目可以是8。
三氯化氮的分子几何结构
三氯化氮是四原子分子,因为它有三个氯原子和一个只有一对价电子的氮原子成键。
它使三氯化氮的分子几何结构呈三角锥体。利用价壳电子对排斥理论可以对其进行详细的研究。
它说三氯化氮的空间位数是4并且由一对孤价电子组成。这两种条件都只适用于三角锥体结构。
空间位位数的计算方法是将中心原子上的键数和孤电子对数相加。
除此之外,同样重要的是,要理解氮原子上的孤对电子赋予了分子弯曲的结构,并将键角从120度降低到109.5度.
这是因为孤对电子向氯原子的方向施加压力,这不会被抵消,因为任何氯原子上都没有孤对电子。
氮和氯原子间的键长为1.759 Å.
三氯化氮(NCl3)杂化
三氯化氮的中心原子是氮,三个氯原子从三个末端围绕在它周围。因此,杂化结构为AX3N,对应中心原子的sp3杂化结构.
这里,N代表氮原子上的一对电子。
对于氮原子来说,一个2s轨道和三个2p轨道的混合和混合会产生四个能级相似的杂化轨道。
在激发态,两个价电子获得2s壳层,对应于孤对价电子。此外,左边的三个价电子占据了每个2p电子层。
三氯化氮分子是在氮原子和氯原子之间各形成三个单键的帮助下形成的。
我们知道单键是在sigma键的帮助下形成的,所以三氯化氮分子中没有π键。
由于这一点以及激发态下三氯化氮中轨道的位置,分子经历了sp3-sp3的正面重叠。
它被认为是最强的键形成类型,使结构相当稳定,不容易与附近的任何原子形成键。
三氯化氮(NCl3)的极性
极性是指原子吸引一对共用的价电子,形成键并产生新分子的能力。
极性是由原子中电荷的分离引起的一种行为,这种分离导致一个正极和一个负极的形成。
通过这种方式,原子开始像磁铁一样活动,并在与具有共享价电子对的原子接触时产生强大的吸引力或斥力。
三氯化氮是极性分子,两者的电负性值相差大于0.4。氮和氯的电负性分别为3.04和3.16,差值为0.12。
在这里,重要的是要理解三氯化氮的极性行为不能借助三氯化氮分子上的形式电荷分布来确认。
形式电荷=价电子-未成键电子-½成键电子
因为,
氮= 5 - 2 - 1/26 = 0
氯= 7- 6-1/22 = 0
由此可见,三氯化氮的整体形式电荷分布为零,因此它应该是非极性分子。
重要的是要知道每个分子并不遵循所有的极性条件。
这种异常现象是由于氮原子上存在一对孤电子,在分子上产生偶极云,产生0.6D的偶极矩。
这种偶极云是在氮原子上形成的,这意味着未来任何键的形成都将通过氮原子发生。
让我们讨论一下三氯化氮(NCl3)的一些用途
NCl3的用途
1.它可以用作漂白剂。
2.它被用作陈年粉。
3.它被用作催泪瓦斯。
4.它可以作为一种即时炸药使用。
总而言之!
三氯化氮是四原子分子,有三个sigma键和一对孤电子。正是这种孤对电子给分子带来了异常,主要表现为键角减小和极性行为。
当没有其他孤电子对可用来抵消现有电子对的作用时,分子的整体结构就会发生变化。理想情况下,结构应该是三角平面的,但孤电子对把它变成了三角锥体。
三氯化氮中氮原子的杂化是sp3,因为一个2s轨道和三个2p轨道混合产生了能量相似的新轨道。