Estrutura lewis NF3: Desenhos, Hibridação, Forma, Cargas, Pares

Falaremos sobre estrutura de lewis da NF3, cargas formais, geometria, hibridização e usos da NF₃ neste artigo.

Trifluoreto de Nitrogênio (NF₃) é um gás inorgânico, incolor, não inflamável, tóxico e com um leve odor a mofo. Na NF₃ molécula, o nitrogênio está ligado a três átomos de flúor via uma ligação simples e tem um peso molecular de 71.00 g/mol.

Como desenhar o NF₃ estrutura de Luís?

Vamos desenhar o NF₃ estrutura de lewis passo a passo;

Primeiro conte o número de elétrons de valência na molécula NF₃

N (Z= 7) = [He] 2s²2p³  ie 5 elétrons de valência estão presentes

Como na camada mais externa do nitrogênio estão presentes 5 elétrons

F (Z = 9) = [He] 2s²2p⁵  ou seja, apenas 7 elétrons estão disponíveis para ligação

Contagem total de valência = 5 + 7*3 = 26 elétrons de valência.

Antes de organizar os átomos, deve-se saber qual átomo ocupará a posição central. Pela regra da eletronegatividade, o átomo de natureza menos eletronegativa assumirá essa posição. Assim, o nitrogênio ficará no centro e o restante dos átomos ocupará posições periféricas.

1. De acordo com a regra de ligação sigma, primeiro faremos uma ligação simples entre os átomos e depois prosseguiremos com o arranjo adicional. 

• Depois de fazer a ligação simples, é hora de organizar o resto dos pares de elétrons como uma ligação = 2 elétrons, ou seja, 6 elétrons de 26 elétrons já estão organizados. Assim, saímos com 20 elétrons. Vamos atribuir mais elétrons para obter uma imagem clara do NF3 estrutura de Luís.

                                                         NF₃ estrutura de Luís.

elétrons de valência NF3

Conforme explicado na primeira etapa da estrutura de Lewis, os elétrons de valência são aqueles que estão disponíveis para ligação. Além disso, a valência de um átomo é decidida pelo número de elétrons na camada mais externa.

Por que apenas os elétrons mais externos considerados apenas elétrons de valência?

 Vamos entender isso tomando o exemplo de um átomo de nitrogênio. Como o nitrogênio pertence ao grupo 15 e tem um número atômico de sete. A configuração eletrônica do nitrogênio:

N (Z=7) = 1s² 2s² 2p³

 Como pode ser visto, os elétrons 1s² os orbitais são os mais próximos do núcleo e, portanto, há necessidade de mais energia para removê-los; em outras palavras, eles são estáveis ​​e, portanto, não podem ser removidos.

No entanto, apenas os elétrons mais externos podem ser removidos facilmente e participar da ligação. Da mesma forma, no caso do flúor (F(Z= 9) = 1s² 2s² 2p⁵), os orbitais mais internos não participam da ligação e apenas 7 elétrons no mais externo são deixados para a ligação. Agora, como discutido acima, existem 26 elétrons de valência disponíveis no NF₃ molécula.

NF₃ regra do octeto da estrutura de lewis

Todo átomo deseja alcançar a estabilidade; em termos de química, estabilidade refere-se à configuração eletrônica estável. Assim, cada átomo individual pretende atingir a configuração eletrônica de gás nobre porque os gases nobres preencheram as camadas eletrônicas mais externas que são responsáveis ​​por sua estabilidade. Isso é conhecido como a regra do octeto.

Vamos examinar se o NF3 estrutura de lewis obedece a regra do octeto ou não?

Conforme referido na figura número 2, o nitrogênio tem 8 elétrons após a ligação. Da mesma forma, cada átomo de F também tem contagem de 8 elétrons em suas camadas externas. Indica o cumprimento da regra do octeto.

NF3 estrutura de lewis pares solitários

 Os pares solitários pertencem a essa categoria de elétrons que estão disponíveis para ligação, mas não participam durante a formação da ligação. Novamente referindo-se à representação pictórica do NF3 estrutura de lewis (figura 2), há apenas um par solitário presente no átomo de nitrogênio, enquanto o átomo de flúor tem 6 elétrons não ligados.

NF3 estrutura de lewis carga formal

A carga formal pode ser calculada pela fórmula abaixo:

Cálculo da carga formal para o átomo de nitrogênio

Elétrons de valência = 5 (como pertencem ao segundo grupo)

Contagem de elétrons não ligados = 2

Elétrons ligados = 6

FC = 5 – 2 – 6/2 = 0

Cálculo da carga formal para o átomo de flúor

Contagem total de valência = 7

Contagem de elétrons não ligados = 6

Elétrons ligados = 2

FC = 7 -6 – 2/2 = 0

Portanto, carga formal total = 0

Ressonância da estrutura de Lewis NF3

Pode NF₃ mostrar ressonância?

Geralmente, a ressonância se refere apenas ao movimento de elétrons de um palácio para outro lugar. No entanto, na NF3 estrutura de lewis, a ressonância não é possível porque não há orbitais vazios deixados nos orbitais do flúor para que o par solitário de nitrogênio possa participar

Hibridação NF3

O processo de hibridização resolve o mistério por trás da formação de moléculas. Vamos entender a mistura de átomos de nitrogênio e flúor do NF₃ passo a passo

1. O arranjo eletrônico dos elétrons de ambos os elétrons de participação em seu estado fundamental é dado abaixo:

• 2. O arranjo eletrônico dos elétrons de ambos os elétrons de participação em seu estado excitado é dado abaixo

• 3. Formação de NF₃

NF3 forma de estrutura de lewis

A forma de NF₃ é um aspecto importante aqui. Como já sabemos, a hibridização de NF₃ é SP₃. Portanto, espera-se que a forma do NF3 seja tetraédrica. No entanto, este não é o cenário aqui. A forma de NF₃ é trigonal piramidal por natureza. Isso se deve à presença de um par solitário no átomo de nitrogênio, como vimos na NF₃ estrutura de lewis.

Ângulo da estrutura de Lewis NF3

 Como mostrado na figura acima, o ângulo de ligação é de cerca de 102.5^o em NF₃ como a geometria molecular é piramidal trigonal e tem um par solitário devido ao qual o ângulo tetraédrico padrão de 109^o desviou e diminuiu para 102.5^o.

NF3 usa

Trifluoreto de nitrogênio é usado principalmente para a fabricação de microeletrônicos, como LCDs e células solares de película fina, pois os semicondutores usados ​​nesses dispositivos são feitos de trifluoreto de nitrogênio.

NF₃ é usado em lasers químicos, como fluoreto de hidrogênio e lasers de fluoreto de deutério.

A principal aplicação de NF₃ está no processo de remoção de silício. Tem a vantagem de menos contaminação residual e dissocia-se facilmente em comparação com compostos perfluorados e hexafluoreto de enxofre a baixas pressões. À parte disso, NF₃ também é considerado um substituto ecológico para SF.

NF₃ é usado no processo de fabricação e também para limpeza de câmaras PECVD.

NF₃ é usado como um agente de fluoração estável

Perguntas frequentes

 O NF3 é um gás de efeito estufa?

O NF3 é considerado um gás de efeito estufa porque absorve muito rapidamente a radiação infravermelha emitida pela terra, o que o torna um potente gás de efeito estufa.

O NF3 é polar ou apolar?

NF₃  é polar, pois é assimétrica e, portanto, as ligações não se cancelam. Portanto NF₃ é de natureza polar.

É NF₃ tóxico por natureza?

Ele vem sob a categoria não-tóxico. No entanto, às vezes, quando entra em contato com os olhos, irrita e também perturba as membranas mucosas, mas NF₃ é menos tóxico que os óxidos de nitrogênio.

Dê as propriedades físicas do NF3

• é incolor
• Não-tóxica
• Existe como gás na natureza com odor de mostarda

O NF3 é covalente por natureza?

Sim, é de natureza covalente, pois os átomos de nitrogênio e flúor são não metais. Portanto, a ligação que pode estabelecer entre eles é apenas covalente.

Dê uma reação onde o NF3 age como um agente oxidante

    Oxida o cloreto de hidrogênio a cloro:

   2 nota fiscal₃ + 6 HCl → 6 HF + N₂ + 3 Cl₂

Como o NF3 reage com o aço?

NF3 é compatível com aço e também com plástico. Ele se converte em tetrafluorohidrazina quando entra em contato com qualquer metal. Por exemplo:

    2 nota fiscal₃ + Cu → N₂F₄ + CuF₂

Dê uma equação onde NF₃ converter em sais de tetra amónio

O fluoreto de nitrogênio reage para dar sais de amônio com SBF₅ como mostrado acima:

NF₃ + F₂ + SbF₅ → NF⁺₄SBF₆-

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Pomila Sharma

Olá…Eu sou Pomila Sharma. Fiz meu mestrado em Química com especialização em química orgânica sintética. Publiquei 4 artigos de pesquisa. Sou muito apaixonado pelo mundo da química. Acredito que é tudo uma questão de química, então vamos explorar isso juntos.