O KNO3 é um dos oxidantes do combustível de foguete com massa molar de 101.1032 g/mol. Vamos explicar resumidamente a estrutura de KNO3 lewis e os outros fatos em breve abaixo.
A estrutura do KNO3 lewis se assemelha ao nitrato. O contra-cátion do nitrato pode ser pensado como cátion de potássio, que está conectado com um dos átomos de O, não com o átomo central de N. Então, o resto da ligação e hibridização no centro N permanece o mesmo que o átomo N é sp2 hibridizado.
Na forma trigonal planar de KNO3, um átomo de oxigênio está conectado através de uma ligação simples com N, assim como K, e o outro átomo de O carrega uma carga negativa. Vamos nos concentrar em alguns importantes fatos sobre KNO3 como estrutura de lewis, elétrons de valência e hibridização na seção a seguir com as devidas explicações.
1. Como desenhar a estrutura de lewis KNO3
KNO3 estrutura de lewis pode dar a ideia de ligação da molécula, elétrons de valência e disponibilidade de elétrons. Vamos tentar desenhar o KNO3 estrutura de lewis em alguns passos.
Contando o total de elétrons de valência –
Primeiro, precisamos calcular o total de elétrons de valência para KNO3. Então, temos que contar os elétrons de valência para os átomos individuais e depois somá-los. Assim, o total de elétrons de valência presentes no KNO3 estrutura de lewis é 1+5+(6*3) =24. Como existem três átomos de O presentes.
Seleção do átomo central –
Agora escolha o átomo que vai jogar o átomo central para o KNO3 estrutura de Luís. O fator decisivo de um átomo central é o tamanho do átomo, bem como a eletronegatividade. O raio atômico de N é maior que O, e N é mais eletropositivo que O também. Então, N é escolhido aqui átomo central.
Satisfazendo com a regra do octeto –
Aqui devemos verificar se todos os átomos obedecem ou não à regra do octeto acumulando oito elétrons em sua camada de valência. Os elétrons necessários serão 2+8+8+8+8 = 34. O número total de elétrons de valência é 24. Assim, o número necessário de ligações em KNO3 será, ½(34-24) = 5 ligações.
Verificando a valência -
Nesta etapa, juntamos cada átomo com o átomo central pelo número necessário de ligações. Aqui, o número necessário de ligações é 7, mas o número total de átomos é 5, então adicionamos várias ligações para satisfazer a valência dos respectivos átomos. Uma ligação dupla está presente entre N e um dos átomos de O.
Atribua os pares solitários –
Na última etapa, após satisfazer a valência dos respectivos átomos, atribuímos os pares solitários que são elétrons de valência extras presentes na camada de valência. Nesta molécula, os átomos de O contêm apenas pares isolados.
forma de estrutura de lewis KNO3
Cada molécula tem sua própria forma particular e depende da teoria VSEPR. KNO3 também tem uma forma geométrica. Agora podemos discutir a forma da estrutura KNO3 em detalhes.
A forma particular da molécula de KNO3 é trigonal planar. Esta forma é suportada pelo AX3 tipo molécula. N está presente no centro do trigonal e três átomos de O estão presentes em três vértices diferentes da geometria. Esta forma é perfeita para o KNO3 evitar qualquer tipo de repulsão.
De acordo com a teoria VSEPR, as moléculas do tipo AX3 adotam a forma bipiramidal ou planar trigonal. Aqui mais tarde é o melhor ajustador para KNO3. O átomo de K não está diretamente ligado ao átomo central, mas sim a um dos O. Então, K não tem contribuição nesse tipo de forma, está apenas em torno do N central.
Elétrons de valência KNO3
O número de elétrons envolvidos na formação da ligação que estão presentes no orbital de valência é conhecido como elétrons de valência. Agora discuta em detalhes para a molécula KNO3.
A molécula KNO3 tem 24 elétrons de valência. K tem 1, N tem 5 e cada átomo de O tem 6 elétrons de valência, pois pertencem aos grupos IA, V e VIA, respectivamente, na tabela periódica. Assim, sua configuração eletrônica da camada de valência será [Ar]4s1, [Ele] 2s22p3, [Ele] 2s22p4 para K, N e O, respectivamente.
Agora calcule os elétrons de valência total presentes no KNO3 estrutura de lewis
- Elétrons de valência para um átomo de K = 1
- Elétrons de valência para um átomo de nitrogênio = 5
- Elétrons de valência para três átomos de O = 6*3 = 18
- Então, o número total de elétrons de valência presentes no KNO3 estrutura de lewis é, 1+5+18 = 24
Pares solitários da estrutura de lewis KNO3
Os pares solitários são os elétrons não ligados presentes no orbital de valência dos respectivos átomos. Vamos falar sobre qual átomo contém pares isolados na molécula KNO3.
Há um total de 7 pares de pares isolados presentes na molécula KNO3. Todos os pares isolados pertencem apenas a átomos de O. Porque todos os elétrons de valência do átomo de N estão sendo usados na formação da ligação e não há elétrons não ligados disponíveis. O é do grupo 16º elemento e tem pares solitários.
Cada átomo de O contém um número diferente de pares isolados. Agora calcule os pares solitários.
- Os átomos de O têm dois pares isolados que são duplamente ligados com N
- Outro O também tem dois pares isolados que estão conectados ao site K.
- Uma carga negativa contendo átomos de O tem três pares isolados.
- Assim, o total de pares solitários = 2+2+3 = 7 pares.
carga formal da estrutura de lewis KNO3
A carga formal pode prever a carga em uma molécula que pode aparecer em um átomo particular. Agora calculamos a carga formal dos átomos individuais da molécula de KNO3.
A carga formal no KNO3 não é zero. Porque um de N e O são carregados e compartilham uma ligação iônica parcial. Assim, essa quantidade de carga pode ser prevista pela carga formal. Calculando a carga formal, temos que assumir que N e O têm a mesma eletronegatividade.
A fórmula que podemos usar aqui, FC = Nv – Nl.p. -1/2 Nb.p.
A carga formal acabou,
- N = 5-0-(8/2) = +1,
- dupla ligação O = 6-4-(4/2) = 0,
- O ligado a K = 6-4-(4/2) = 0,
- o último O = 6-6-(2/2) = -1
Assim, a molécula é neutra, pois as cargas negativas e positivas podem neutralizar o efeito da carga.
Regra do octeto da estrutura de lewis KNO3
Cada átomo segue a regra do octeto completando seu orbital de valência após a formação de uma ligação covalente. A regra do octeto KNO3 será discutida abaixo.
K, N e O completam seu orbital de valência formando ligações e compartilhando elétrons com um número adequado de elétrons. A configuração eletrônica de K, N e O são [Ar]4s1, [Ele] 2s22p3, e [He]2s22p3 respectivamente. Então, eles precisam de um, três e dois elétrons, respectivamente.
K é um elemento de bloco s, então ele precisa de mais um elétron para completar seu octeto e compartilha uma ligação com o átomo de O. O N central precisa de mais três elétrons e formou três ligações com três O para completar o octeto. Cada átomo de O completa seu octeto compartilhando elétrons em ligações covalentes.
Ângulo de ligação KNO3
Cada molécula tem seu próprio ângulo de ligação entre os átomos centrais e circundantes para orientação adequada do arranjo. Vamos discutir brevemente o ângulo de ligação KNO3.
O ângulo de ligação do KNO3 é 1200, que ângulo de ligação perfeito para uma molécula planar trigonal. Assim, fica claro que não há repulsão ou apinhamento estérico presente para desvio do ângulo. O valor deste ângulo de ligação entre a porção ONO. O valor do ângulo também interniza a hibridização do N central.
O ângulo de ligação para uma molécula do tipo AX3 é 1200 para um plano trigonal. O valor se desvia apenas quando há qualquer aglomeração estérica presente entre átomos e pares isolados. Mas na molécula de KNO3, três átomos de O estão distantes um do outro, então não há chance de aglomeração e o ângulo de ligação permanece o mesmo.
Ressonância da estrutura de lewis KNO3
A deslocalização da nuvem de elétrons através das diferentes formas canônicas é conhecida como ressonância. Como a deslocalização de elétrons ocorreu na molécula de KNO3 é discutida abaixo.
A ressonância ocorreu na molécula de KNO3 do centro O rico em elétrons para o sítio N deficiente em elétrons. O carrega uma carga negativa, então tem nuvens de elétrons suficientes para deslocalização através das diferentes formas canônicas da molécula. A molécula é planar, então a ressonância ocorre de uma maneira muito fácil.
Todas as três estruturas são diferentes formas canônicas da molécula KNO3. I e II são semelhantes e têm maior contribuição para a ressonância, pois possuem mais estabilidade. Porque eles têm mais número de ligações covalentes e uma carga negativa no átomo eletronegativo. A estrutura III é a menos estável.
Hibridação KNO3
Para fazer uma ligação covalente com diferentes orbitais energizados sofre hibridização para formar um orbital híbrido equivalente. Agora discuta a hibridização do KNO3 em detalhes.
O N central é sp2 hibridizado porque o número de orbitais envolvidos é 3.
| Estrutura | Valor de hibridização | Estado de hibridização do átomo central | Ângulo de ligação |
| Linear | 2 | sp/sd/pd | 1800 |
| Planejador trigonal | 3 | sp2 | 1200 |
| Tetraédrico | 4 | sd3/sp3 | 109.50 |
| Trigonal bipiramidal | 5 | sp3d/dsp3 | 900 (axial), 1200(equatorial) |
| Octaédrico | 6 | sp3d2/d2sp3 | 900 |
| Bipiramidal pentagonal | 7 | sp3d3/d3sp3 | 900,720 |
Por que e como KNO3 é sp2 hibridizado?
Se o átomo central de qualquer molécula estiver envolvido em três orbitais na hibridização e formar apenas uma ligação sigma, então será sp2 hibridizado.
A fórmula usada para a hibridização é, H = 0.5(V+M-C+A), onde H= valor de hibridização, V é o número de elétrons de valência no átomo central, M = átomos monovalentes circundados, C=no. de cátion, A = não. do ânion. Então, a hibridização do N central em KNO3 é, ½(5+0+0+1) = 3(sp2)
Consideramos apenas a ligação sigma na hibridização, não o π ou qualquer tipo de ligação múltipla. Esta é a limitação da hibridização. Todos os átomos de O estão diretamente ligados ao N central, de modo que estão envolvidos na hibridização, não o K, pois está conectado a um dos átomos de O.
massa molar KNO3
A massa molar é a massa exata da molécula, incluindo a massa molar de seus átomos individuais. Vamos calcular a massa molar de KNO3.
A massa molar de KNO3 é 101.1032 g/mol. Este valor vem da massa molar e do valor de soma dos átomos individuais. A massa molar é sempre definida em g/mol. Define-se quantos gramas da molécula estão presentes por mol.
Por que e como a massa molar de KNO3 é 101.1032 g/mol?
Este valor exato vem da soma do valor da massa atômica de um átomo individual. Agora calcule cada massa molar separadamente.
- O valor da massa atômica de K é 39.0983
- A massa atômica do N é 14.0067
- A massa atômica do O é 15.999
- Agora, existem três átomos de o presentes, então a massa molar da molécula de KNO3 é 39.0983 + 14.0067 + (15.999*3) = 101.1032 g/mol.
- O cálculo é feito para 1 mol da composição
Assim, a partir do cálculo acima, podemos concluir que há 101.1032 g de KNO3 presente em 1 mol. Então, para uma reação 1:1 de KNO3 e qualquer outra molécula, temos que tomar 101.1032 g de molécula de KNo3.
O KNO3 é um eletrólito?
Quando uma molécula é ionizada em água e conduz eletricidade, ela deve ser chamada de eletrólito. Agora veja se KNO3 é um eletrólito ou não.
KNO3 é um eletrólito. Ele pode conduzir eletricidade em sua solução aquosa. O modo de eletricidade passado não é tão alto, então se comporta como um eletrólito moderado. KNO3 é um sal e todo sal é um eletrólito.
Por que e como o KNO3 é um eletrólito?
KNO3 pode ser ionizado na solução aquosa para transportar eletricidade.
KNO3 é eletrólito porque se ionizou na forma de K+ e não3- na solução aquosa. A mobilidade de K+ é tão alto devido à carga iônica e também o nitrato é um ânion de melhor condutância elétrica, pois há presença de ressonância com o nitrato e átomos de O eletronegativos estão presentes.
Assim, quando o KNO3 é dissolvido na solução aquosa, ele é ionizado para formar o respectivo cátion e ânions. Por esse motivo, a solução fica carregada e transporta eletricidade, de modo que o KNO3 pode se comportar como um eletrólito.
Síntese KNO3 estrutura de lewis
KNO3 é um sal sólido cristalino de cor branca em seu estado físico. O ponto de ebulição, bem como o ponto de fusão, é muito alto, cerca de 653 K e 607 K, respectivamente.
- O método sintético de preparação de KNO3 é combinar nitrato de amônio com hidróxido de potássio.
- NH4NÃO3(aq) + KOH(aq) = NH3(g) + KNO3(aq) + H2O(eu)
- Outro processo é sem formar amônia como subproduto, reagindo nitrato de amônio com cloreto de potássio.
- NH4NÃO3(aq) + KCl(aq) = NH4Cl(aq) + KNO3(aq)
KNO3 tem uma estrutura cristalina ortorrômbica em sua forma de rede e em temperaturas mais altas, muda para trigonal.
Conclusão
A molécula KNO3 é uma molécula eletrolítica forte, sua solução aquosa conduz eletricidade. É uma molécula covalente com carga parcial.
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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.