Neste artigo, discutimos o tricloreto do grupo 13th elemento. Vamos discutir a estrutura de lewis do GaCl3 e diferentes fatos importantes.
GaCl3 ou tricloreto de gálio é um exemplo de trihaleto do grupo 13th elemento. Ga é muito estável em seu estado de oxidação +3 porque nesse estado sua configuração eletrônica será d10. Ga é o principal metal do grupo, por isso tem afinidade para se ligar a átomos eletronegativos como Cl. Devido à deficiência de elétrons, GaCl3 existe como uma forma de dímero no estado sólido, Ga2Cl6 como Al2Cl6. Na forma de dímero, formará uma ligação 3c-4e.
GaCl3 tem um alto ponto de ebulição e muito baixo ponto de fusão. GaCl3 é sp2 hibridizado. O Ga preencheu os elétrons d, de modo que os orbitais 4s e 4p participam da hibridização ou de qualquer tipo de formação de ligação. O baixo estado de oxidação do Ga pode permitir a formação de complexos para o GaCl3.
1. Como desenhar a estrutura de lewis do GaCl3?
Para um elemento de bloco p ou qualquer tipo de elemento que possa formar uma molécula, é necessário desenhar seus estrutura de lewis para observar a estrutura de ligação, ligação, método, etc. Consideremos desenhar a estrutura de lewis do GaCl3.
Etapa 1- O primeiro passo é contar os elétrons de valência de cada átomo na molécula e somados. Então, primeiro calculamos os elétrons de valência no GaCl3 estrutura de lewis. Ga é p grupo de blocos 13th elemento. A configuração eletrônica de Ga é [Ar]3d104s24p1. Então, ele tem um orbital d vago e três elétrons de valência nos orbitais 4 s e 4 p. Novamente, Cl também é um elemento de bloco p, mas pertence ao grupo da família dos halogênios 17th elemento. A configuração de Cl é [Ne]3s23p5. Então, ele tem sete elétrons em sua camada de valência. Portanto, o total de elétrons de valência na estrutura de lewis do GaCl3 é 3+(7*3)=24 elétrons.
Passo 2 - no 2nd passo, temos que decidir sobre o átomo central de qualquer molécula. Na estrutura de Lewis do GaCl3, Ga é um metal de bloco p, por isso mostra uma carga positiva, então sua eletronegatividade é muito baixa e por esta razão, Ga será escolhido como o átomo central na estrutura de lewis GaCl3. Três átomos de Cl estão presentes nos três lados dos átomos centrais de Ga.
Passo 3 - Nesta etapa, temos que calcular quantos números de títulos são necessários de acordo com a regra do octeto. De acordo com a regra do octeto, cada elemento do bloco p tenta completar sua camada de valência com oito elétrons. Assim, para a estrutura de lewis de GaCl3, os elétrons necessários de acordo com a regra do octeto serão 8*4 = 32 elétrons. No estado sólido, GaCl3 existe como um dímero, então no dímero, os elétrons necessários dobrarão a partir do monômero. Assim, os elétrons necessários serão 32*2 = 64 elétrons.
Mas os elétrons de valência para o monômero GaCl3 serão 24 e para o dímero, serão 24*2 = 48 elétrons. No dímero, haverá uma ligação dupla metal-metal e serão necessários quatro elétrons. Assim, no dímero GaCl3 as ligações necessárias, além das ligações metal-metal, serão 1/2(64-4-48) = 6 ligações, e no monômero GaCl3 as ligações necessárias serão 3 ligações.
Step-4 Na quarta etapa, adicionamos todos os átomos pelo número necessário de ligações. Na estrutura de Lewis do GaCl3, haverá um mínimo de três títulos existem assim, Ga e três átomos de Cl estão ligados através de três ligações simples.
Step-5 Nesta etapa tentamos preencher o octeto de cada átomo na estrutura de GaCl3 lewis. Depois de adicionar as três ligações, o octeto de Ga é completado através da formação de um dímero. Mas para o Cl, seis elétrons existem em sua camada de valência e para completar o octeto eles existem como pares isolados sobre os átomos de Cl.
2. Forma da estrutura de GaCl3 Lewis?
A forma da molécula depende da hibridização, modo de ligação e presença de átomos circundantes. Existem três átomos ao redor do Ga na estrutura de lewis do GaCl3, então a forma aceitável é trigonal planar.
Ga é um elemento de bloco p e tem apenas três elétrons em sua camada de valência e eles estão formando uma ligação com três átomos de Cl. Não há outros elétrons presentes na camada de valência do Ga no GaCl3 estrutura de lewis. GaCl3 é um AX3 tipo de molécula sem pares solitários de átomos centrais, então, de acordo com a teoria VSEPR, deve adotar geometria trigonal planar. Novamente, a partir da hibridização, podemos dizer que se o átomo central é sp2 hibridizado de modo que a forma da molécula será trigonal planar.
3. Ângulo da estrutura de Lewis GaCl3?
Para uma molécula trigonal planar, espera-se que um ângulo de ligação seja de 1200. Se não houver nenhum fator de desvio presente, como repulsão de pares de ligações isoladas, o grande tamanho dos átomos circundantes, etc. No GaCl3, o ângulo de ligação Cl-Ga-Cl é 1200.
Na estrutura de Lewis GaCl3, Cl-Ga-Cl é cerca de 1200. Assim, é evidente a partir da estrutura de GaCl3 que é trigonal planar e não há repulsão de par-ligação solitária. Na verdade, na estrutura de lewis GaCl3, não há fator de desvio presente, então o ângulo de ligação é idealmente 1200.
4. Elétrons de valência GaCl3
O número de elétrons de valência para GaCl3 estrutura de lewis é calculado para Ga e três átomos de Cl individualmente. Ga e Cl são elementos do bloco p, então contamos apenas os elétrons nos orbitais p, porque esses elétrons são os elétrons de valência para GaCl3.
No GaC3 estrutura de lewis, Ga e Cl têm três e sete elétrons em sua camada de valência, respectivamente. A configuração eletrônica de Ga e Cl são[Ar] 3d104s24p1 e [Ne] 3s23p5 respectivamente. Assim, o total de elétrons de valência no GaCl3 estrutura de lewis são, 3+(7*3)=24
5. Pares isolados da estrutura de lewis de GaCl3
Na estrutura de GaCl3lewis, apenas os átomos de Cl têm os pares isolados, não o Ga central. Todos os elétrons de valência do Ga estão envolvidos na formação da ligação.
A partir da configuração eletrônica, é evidente que existem apenas três elétrons na camada de valência do Ga e todos os elétrons estão envolvidos na formação da ligação e não há elétrons na camada de valência do Ga. Então, Ga é falta de par solitário .
Mas Cl tem sete elétrons em seus orbitais de valência, então, tem sete elétrons de valência e apenas um elétron está envolvido na formação da ligação e o resto dos seis elétrons existem como três pares de pares isolados. Assim, existem apenas átomos de Cl contendo pares isolados na estrutura de GaCl3 lewis.
Então, o total de pares isolados no gaCl3 estrutura de lewis são 3*3 = 9 pares de pares solitários.
6. Carga formal da estrutura de lewis de GaCl3
A estrutura de lewis de GaCl3 é parcialmente carregada ou neutra é prevista a partir de seu valor de carga formal. Considerando a mesma eletronegatividade para Ga e Cl, devemos calcular a carga formal da molécula.
É um conceito teórico, então a carga formal tem uma fórmula específica, e a fórmula é,
FC = Nv - Nlp -1/2Nbp
A carga formal sobre Ga é, 3-0-(6/2) = 0
A carga formal sobre Cl é, 7-6-(2/2) = 0
Assim, a estrutura de lewis do GaCl3 é neutra em relação ao seu valor de carga formal.
7. Regra do octeto da estrutura de lewis de GaCl3
No GaCl3 estrutura de lewis, apenas Cl completou seu octeto completando a camada de valência com oito elétrons, e Ga não completou seu octeto.
Cl tem sete elétrons em sua camada de valência e compartilha uma ligação por meio de dois elétrons com Ga e completou seu octeto para fazer uma ligação simples. Mas no caso de Ga, há três elétrons na camada de valência e Ga faz três ligações com três elétrons a mais, então há seis elétrons na camada de valência de Ga e não está completo seu octeto. É por isso que Ga pode aceitar mais elétrons para suprir sua deficiência eletrônica e produzir dímeros para completar o octeto.
Quando forma um dímero, ambos os átomos de Ga na forma de dímero completam seu octeto através da ponte dos átomos de cl. Este modelo pode ser explicado por ligação 3c-4e.
8. Ressonância da estrutura de Lewis GaCl3
Não há nuvens de elétrons presentes sobre os átomos de Ga para deslocalização em diferentes formas de esqueleto. É por isso que a estrutura de lewis do GaCl3 não apresenta nenhuma estrutura ressonante.
9. Hibridação de GaCl3
A partir da forma da molécula e envolvimento do orbital, podemos dizer que GaCl3 estrutura de lewis é hibridizado com sp2.
Podemos calcular a hibridização GaCl3 usando a seguinte fórmula,
H = 0.5(V+M-C+A)
Na estrutura de Lewis GaCl3, o átomo central de Ga é, ½(3+3+0+0) =3 (sp2 hibridizado).
Se o átomo central de uma molécula está envolvido em três orbitais na hibridização, então será sp2 hibridizado.
Vamos entender a hibridização da estrutura de lewis do GaCl3,
A partir do diagrama de caixa da estrutura de lewis do GaCl3, é evidente que o Ga central é sp2 hibridizado onde apenas orbitais 4s e 4p estão envolvidos e há orbitais p vagos em Ga, então o monômero GaCl3 não completa seu octeto.
10. Solubilidade de GaCl3
GaCl3 é solúvel nos seguintes solventes,
- Água
- Benzeno
- CCl4
- CS2
11. O GaCl3 é solúvel em água?
Como discutido, o GaCl3 anterior é muito solúvel em água, pois está vago no orbital p, de modo que os pares solitários de átomos de oxigênio podem ser atacados e, por esse motivo, pode produzir um aduto e resultar em solúvel em água. GaCl3 é muito sensível à umidade.
12. O GaCl3 é um eletrólito forte?
Sim, GaCl3 é um eletrólito muito forte, em um soluto aquoso, o íon pode ser facilmente ionizado em Ga3+ e 3Cl-, ambos os íons são bons condutores de eletricidade e ambos são solúveis em água, tornando a solução um bom condutor de eletricidade.
13. O GaCl3 é polar ou apolar?
GaCl3 é dissolvido em água, então é um sinal de que GaCl3 é uma molécula polar. A diferença de eletronegatividade entre GA e Cl é enorme, o que torna a molécula polar. Novamente, devido à forma assimétrica, a cavala tem algum momento de dipolo resultante.
14. O GaCl3 é ácido ou básico?
GaCl3 é ácido, mas é um ácido de Lewis muito forte.
15. GaCl3 é um ácido ou base de Lewis?
Na estrutura de lewis do GaCl3, há um orbital p vago presente para o Ga, este orbital p é energeticamente acessível e pode receber elétrons ou pares isolados de uma base de lewis adequada e atua como ácido de lewis mais forte, mas no dímero do p vago orbital é preenchido após a formação da ligação, portanto, o dímero não é um bom ácido de Lewis.
16. O GaCl3 é paramagnético ou diamagnético?
Após a formação da ligação, todos os elétrons de valência de GaCL3 e mesmo para Ga(III_ todos os elétrons d são pareados. Assim, Gacl3 ou Ga(III) é de natureza diamagnética.
17. O GaCl3 é linear?
Não, GaCl3 não é linear, a forma da estrutura de lewis de GaCL3 é trigonal planar e é evidente pelo ângulo de ligação e seu valor de hibridização também.
18. Ângulo de ligação GaCl3
O GaCl3 A forma da estrutura de Lewis é trigonal planar e a hibridização valor é sp2, então o ângulo de ligação é 1200.
19. Ponto de ebulição de GaCl3
O ponto de ebulição do GaCl3 é muito alto porque no estado sólido dois centros de Ga estão fortemente ligados e o sólido é liquefeito. No estado líquido, uma vez que as ligações Ga-Ga são extremamente fortes na temperatura muito alta necessária para quebrar essas ligações, tem um ponto de ebulição muito alto.
Conclusão
Na estrutura de Lewis GaCl3, Ga é sp2 hibridizado, mas há deficiência de elétrons no centro Ga e para preencher, a deficiência GaCl3 existe como uma forma de dímero via ligação 3c-4e.
Leia também:
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- Estrutura de Lewis NH4
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- Estrutura Icl5 Lewis
- Estrutura If7 Lewis
- Estrutura Ibr Lewis
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Olá……Eu sou Biswarup Chandra Dey, concluí meu mestrado em Química pela Universidade Central de Punjab. Minha área de especialização é Química Inorgânica. Química não é só ler linha por linha e memorizar, é um conceito para entender de forma fácil e aqui estou compartilhando com vocês o conceito de química que aprendo porque vale a pena compartilhar conhecimento.