W wielu witrynach widzę, że umieszczają $ \ ce {O} $ pośrodku, ale nasz nauczyciel powiedział, że powinniśmy umieścić $ \ ce {O} $ blisko końca. Który sposób jest najlepszy?
Całkowicie zgadzam się z odpowiedzią Gonçalo Justino, ale chciałbym dodać do niej inny odcień.
W zasadzie istnieje kilka możliwych układów do pomyślenia dla tej cząsteczki - przynajmniej w fazie gazowej. W tej myśli odnosi się po prostu do faktu, że są one minimami lokalnymi na powierzchni energii potencjalnej. Najbardziej stabilny jest ten, który został omówiony wcześniej. Kwas podchlorawy jest również jednym ze związków zakłócających cykl ozonowy. Ponieważ stężenia w stratosferze są niskie, możemy znaleźć najbardziej możliwe układy trzech atomów. Należy również zauważyć, że reakcje te zwykle zachodzą drogą radykalną.
Sytuacja wiązania w tych „dziwnych” związkach nie jest wcale oczywista, klasyfikowanie ich jako czysto kowalencyjnych wiązań jest równie błędne jak nazwanie ich jonowym.
Co ciekawe, Wiązanie $ \ ce {OH} $ jest znacznie bardziej kowalencyjne niż wiązanie $ \ ce {O-Cl} $ , gdy patrzymy na najbardziej stabilne tj. wygięty, konformacja. Nie wchodzę w szczegóły na temat możliwych liniowych półproduktów, ponieważ są one tylko gatunkami bardzo krótko żyjącymi.
Analiza obliczeń DF-BP86 / def2-SVP z kwantową teorią atomów w cząsteczkach (QTAIM) pokazuje nam to nieco nieoczekiwane zachowanie.
Widzimy tutaj, że wiązanie między wodorem a tlenem jest silnie kowalencyjne, ponieważ gęstość elektronów wynosi $ \ rho_ \ mathrm {BCP} (\ ce {OH}) = 0,34 ~ \ mathrm {e \, a. \! U. ^ {- 3}} $ a Laplacian ma wysoką wartość ujemną, $ \ nabla ^ 2 \ rho_ \ mathrm {BCP} (\ ce {OH}) = - 2,02 $ , czyli duża akumulacja ładunku. Z drugiej strony wiązanie chlorowo-tlenowe ma dość jonowy charakter. Gęstość elektronów wynosi $ \ rho_ \ mathrm {BCP} (\ ce {O-Cl}) = 0,18 ~ \ mathrm {e \, a. \! U. ^ {- 3 }} $ , podczas gdy laplacian jest lekko dodatni, $ \ nabla ^ 2 \ rho_ \ mathrm {BCP} (\ ce {O-Cl}) = + 0,01 $ , czyli niskie wyczerpywanie się ładunku. To sprawia, że to wiązanie jest w połowie jonowe i pół kowalencyjne. (Idealne wiązanie jonowe miałoby gęstość elektronów bliską zeru i znacznie większą dodatnią wartość Laplaciana.)
Z tej analizy wynika, że w fazie gazowej cząsteczka z większym prawdopodobieństwem dysocjuje poprzez $$ \ ce {HOCl -> [h \ nu] HO + Cl}. $$ W roztworze wodnym jest jeszcze kilka równowag w pracy, a reakcja i stabilność tego związku jest bardzo Zależy od pH. Ogólnie rzecz biorąc, ten związek rozkłada się, gdy tylko nadarzy się okazja.
To struktura ma około 61,5 $ ~ \ mathrm {kcal \, mol ^ {- 1}} $ i jest dość niestabilna. Ale to nie znaczy, że nie istnieje.
Ciekawostką jest to, że oba wiązania mają mniej więcej taką samą siłę i oba można uznać za przeważnie kowalencyjne. Wiązanie tlenowo-chlorowe, $ \ rho_ \ mathrm {BCP} (\ ce {O-Cl}) = 0,25 ~ \ mathrm {e \, a. \! U. ^ {- 3}} $ , ma nieco większą gęstość elektronów niż wiązanie wodorowe chloru, $ \ rho_ \ mathrm {BCP} (\ ce {Cl-H}) = 0,21 ~ \ mathrm {e \, a. \! u. ^ {- 3}} $ . Oba mają ujemny Laplacian, $ \ nabla ^ 2 \ rho_ \ mathrm {BCP} (\ ce {O-Cl}) = - 0,19 $ , $ \ nabla ^ 2 \ rho_ \ mathrm {BCP} (\ ce {Cl-H}) = - 0,57 $ , czyli kumulacja opłat.
Dowolna inna struktura, na przykład liniowe lub wygięte $ \ ce {OHCl} $ , nie mają minimów na powierzchni energii potencjalnej. Mogą istnieć jako stany wzbudzone lub przejściowe, ale są niewiarygodnie krótkotrwałe. O te gatunki trzeba uważać tylko w przypadku złożonych reakcji w fazie gazowej. (Jest teraz sposób, aby były stabilne w roztworze.)
Chociaż teoretycznie jest możliwe, aby tlen znajdował się w położeniu końcowym, z pewnością nie jest to stan podstawowy. Innym aspektem do przemyślenia jest również to, jak dokładnie struktura Lewisa może reprezentować cząsteczkę. Zwłaszcza jeśli chodzi o małe cząsteczki, zawsze trzeba to traktować z przymrużeniem oka, ponieważ większość teorii na tym poziomie załamuje się.
Jednak w przypadku chemii do poziomu szkoły średniej odpowiedź na to pytanie brzmi: jeden podany wcześniej przez wielu innych.
Jeśli to nie zanudziło cię na śmierć, może zasugerowałbym dodatkową literaturę: Kirk A. Peterson, Sergei Skokov i Joel M. Bowman; J. Chem. Fiz. 1999, 111, 7446. ( lustro)
Umieszczenie tlenu w środku jest zdecydowanie właściwą drogą.
Prawidłowy sposób określenia struktury Lewisa na podstawie tego przykładu , to:
Aby uzyskać więcej informacji na temat rysowania struktur Lewisa, kliknij link
Struktura Lewisa kwasu podchlorawego:
Problem polega na tym, że $ \ ce {HOCl} $ dysocjuje, jak zwykle, na $ \ ce {H + + OCl -} $, co jest możliwe tylko dlatego, że $ \ ce {Cl} $ jest formalnie $ \ ce {Cl +} $ a nie oczekiwane $ \ ce {Cl -} $. Gdyby $ \ ce {O} $ miałby zostać postawiony w skrajności, otrzymałoby się $ \ ce {OHCl} $, co nie ma sensu, ponieważ $ \ ce {H} $ nie może utworzyć dwóch wiązań, czyli $ \ ce {OClH} $, co nie ma sensu, ponieważ $ \ ce {HCl} $ istnieje niezależnie.
Kwasy podhalogenowe, takie jak $ \ ce {HOCl} $, są punktem wejścia w „dziwną” chemię halogenków, które przynajmniej w krajach europejskich, które znam, są omawiane dopiero pod koniec studiów.
Inne odpowiedzi dobrze pokazały chemiczną poprawność. Ale z perspektywy szkoły średniej nic nie stoi na przeszkodzie, aby inaczej narysować strukturę, prawda? Cóż, spójrzmy na obie możliwości w strukturach Lewisa (samotne pary pominięte dla jasności):
Rozważmy, że każdy atom spełnia regułę oktetu (wodór: reguła dubletu) a zatem końcowy nie będący wodorem mający trzy samotne pary i centralny atom mający dwa. Która struktura jest bardziej stabilna? Rozważ następujące zasady:
Struktury całkowicie oktetowe są bardziej stabilne niż te, które rozszerzają się lub nie mają jednego oktetu dla każdego atomu.
Ponieważ obie te wartości są Struktury całkowicie oktetowe to kwestia dyskusyjna.
Struktura z najmniejszymi ładunkami formalnymi jest bardziej stabilna.
Struktura po prawej stronie wygrywa; ma zero formalnych opłat, podczas gdy lewy ma $ \ pm 1 $. Następujący punkt jest teraz potrzebny.
W przypadku struktur, które nie mogą uniknąć ładunków formalnych, stabilniejsze jest posiadanie formalnych ładunków ujemnych na atomach elektroujemnych i formalnych dodatnich na atomach elektrododatnich.
Tak więc obie są możliwe konstrukcje (Martin wykonał tam ładne obliczenia), ale możemy poprawnie przewidzieć bardziej stabilną strukturę zgodnie z tymi zasadami (ponownie biorąc za punkt wyjścia wyniki Martina). Twój nauczyciel w zasadzie powiedział ci, żebyś pominął tę analizę i od razu przeszedł do tego, co jest poprawne.