En este artículo, discutimos el tricloruro del grupo 13.th elemento. Analicemos la estructura de Lewis de GaCl3 y diferentes hechos importantes.
GaCl3 o tricloruro de galio es un ejemplo de trihaluro del grupo 13th elemento. Ga es muy estable en su estado de oxidación +3 porque en ese estado su configuración electrónica será d10. Ga es el metal del grupo principal, por lo que tiene afinidad para unirse con átomos electronegativos como Cl. Debido a la deficiencia de electrones, GaCl3 existe en forma de dímero en estado sólido, Ga2Cl6 como Al2Cl6. En forma de dímero, formará un enlace 3c-4e.
GaCl3 tiene un punto de ebullición alto y un punto de fusión muy bajo. GaCl3 es sp2 hibridado. Ga ha llenado los electrones d, por lo que los orbitales 4s y 4p participan en la hibridación o en cualquier tipo de formación de enlaces. El bajo estado de oxidación del Ga puede permitir que participe en la formación de complejos para el GaCl3.
1. ¿Cómo dibujar la estructura de GaCl3 Lewis?
Para un elemento de bloque ap o cualquier tipo de elemento que pueda formar una molécula, es necesario dibujar su estructura de luis para observar la estructura del enlace, el enlace, el método, etc. Consideremos dibujar la estructura de Lewis del GaCl3.
Paso 1- El primer paso es contar los electrones de valencia de cada átomo en la molécula y sumarlos. Primero calculamos los electrones de valencia en el GaCl3 estructura de luis. Ga es el grupo de bloques p 13th elemento. La configuración electrónica de Ga es [Ar]3d104s24p1. Entonces, tiene un orbital d vacante y tres electrones de valencia en los orbitales 4 s y 4 p. Nuevamente, Cl es también un elemento de bloque p pero pertenece al grupo de la familia halógena 17th elemento. La configuración de Cl es [Ne]3s23p5. Entonces, tiene siete electrones en su capa de valencia. Entonces, los electrones de valencia totales en la estructura de Lewis de GaCl3 son 3+(7*3)=24 electrones
Paso 2 - en el 2nd paso, tenemos que decidir sobre el átomo central de cualquier molécula. En la estructura de Lewis de GaCl3, Ga es un bloque de metal por lo que muestra una carga positiva, por lo que su electronegatividad es muy baja y por esta razón, Ga será elegido como el átomo central en la estructura de Lewis GaCl3. Tres átomos de Cl están presentes en los tres lados de los átomos centrales de Ga.
Paso 3 - En este paso, tenemos que calcular cuántos números de enlaces se requieren según la regla del Octeto. De acuerdo con la regla del octeto, cada elemento del bloque p intenta completar su capa de valencia con ocho electrones. Entonces, para la estructura de Lewis de GaCl3, los electrones necesarios según la regla del octeto serán 8*4 = 32 electrones. En estado sólido, GaCl3 existe como un dímero, por lo que en el dímero, los electrones necesarios se duplicarán del monómero. Entonces, los electrones necesarios serán 32*2 = 64 electrones.
Pero los electrones de valencia para el monómero GaCl3 serán 24 y para el dímero serán 24*2 = 48 electrones. En el dímero, habrá un doble enlace metal-metal y se necesitarán cuatro electrones. Entonces, en el dímero GaCl3, los enlaces requeridos además de los enlaces metal-metal serán 1/2 (64-4-48) = 6 enlaces, y en el monómero GaCl3 los enlaces requeridos serán 3 enlaces.
Step-4 En el cuarto paso agregamos todos los átomos por el número requerido de enlaces. En la estructura de Lewis de GaCl3, habrá un mínimo de tres bonos están ahí entonces, Ga y tres átomos de Cl están unidos a través de tres enlaces simples.
Step-5 En este paso tratamos de cumplir con el octeto de cada átomo en la estructura de Lewis de GaCl3. Después de agregar los tres enlaces, el octeto de Ga se completa mediante la formación de un dímero. Pero para el Cl, existen seis electrones en su capa de valencia y para completar el octeto existen como pares solitarios sobre los átomos de Cl.
2. ¿Forma de la estructura de GaCl3 Lewis?
La forma de la molécula depende de la hibridación, el modo de enlace y la presencia de átomos circundantes. Hay tres átomos circundantes para Ga en la estructura de Lewis de GaCl3, por lo que la forma aceptable es trigonal plana.
Ga es un elemento de bloque y tiene solo tres electrones en su capa de valencia y están formando un enlace con tres átomos de Cl. No hay otros electrones presentes en la capa de valencia de Ga en el GaCl3 estructura de luis. GaCl3 es un AX3 tipo de molécula sin pares solitarios de átomos centrales, por lo que de acuerdo con la teoría VSEPR, debería adoptar geometría trigonal plana. Nuevamente, a partir de la hibridación, podemos decir que si el átomo central es sp2 hibridado por lo que la forma de la molécula será plana trigonal.
3. ¿Ángulo de estructura de Lewis de GaCl3?
Para una molécula trigonal plana, se espera que el ángulo de enlace sea de 1200. Si no hay un factor de desviación presente, como la repulsión de los pares de enlaces solitarios, el gran tamaño de los átomos circundantes, etc. En el GaCl3, el ángulo de enlace Cl-Ga-Cl es 1200.
En la estructura de GaCl3 Lewis, Cl-Ga-Cl es alrededor de 1200. Por lo tanto, es evidente a partir de la estructura de GaCl3 que es trigonal planar y no hay repulsión de par de enlace de par solitario. En realidad, en la estructura de Lewis de GaCl3, no hay ningún factor de desviación, por lo que el ángulo de enlace es idealmente 1200.
4. electrones de valencia GaCl3
El número de electrones de valencia para GaCl3 estructura de luis se calcula para Ga y tres átomos de Cl individualmente. Ga y Cl son elementos del bloque p, por lo que solo contamos los electrones en los orbitales p, porque esos electrones son los electrones de valencia para GaCl3.
En el GaC3 estructura de luis, Ga y Cl tienen tres y siete electrones en su capa de valencia respectivamente. La configuración electrónica de Ga y Cl son[Ar] 3d104s24p1 y [Ne] 3 s23p5 respectivamente. Entonces, los electrones de valencia totales en el GaCl3 estructura de luis son, 3+(7*3)=24
5. Pares solitarios de la estructura de Lewis de GaCl3
En la estructura de GaCl3lewis, solo los átomos de cl tienen los pares solitarios, no el Ga central. Todos los electrones de valencia de Ga están involucrados en la formación del enlace.
A partir de la configuración electrónica, es evidente que solo hay tres electrones en la capa de valencia para Ga y todos los electrones están involucrados en la formación del enlace y no hay electrones en la capa de valencia de Ga. Entonces, Ga es falta de par solitario .
Pero Cl tiene siete electrones en sus orbitales de valencia, por lo que tiene siete electrones de valencia y solo un electrón está involucrado en la formación del enlace y el resto de los seis electrones existen como tres pares de pares solitarios. Entonces, solo hay átomos de Cl que contienen pares solitarios en la estructura de Lewis de GaCl3.
Entonces, el total de pares solitarios en el gaCl3 estructura de luis son 3*3 = 9 pares de pares solitarios.
6. GaCl3 estructura de lewis carga formal
La estructura de Lewis de GaCl3 está parcialmente cargada o se predice que es neutral a partir de su valor de carga formal. Teniendo en cuenta la misma electronegatividad para Ga y Cl, debemos calcular la carga formal de la molécula.
Es un concepto teórico, por lo que la carga formal tiene una fórmula específica, y la fórmula es,
FC = Nv - Nlp -1/2 nortepb
La carga formal sobre Ga es, 3-0-(6/2) = 0
La carga formal sobre Cl es, 7-6-(2/2) = 0
Entonces, la estructura de Lewis de GaCl3 es neutral desde su valor de carga formal.
7. Regla del octeto de la estructura de Lewis de GaCl3
en el GaCl3 estructura de luis, solo Cl ha completado su octeto al completar la capa de valencia con ocho electrones, y Ga no ha completado su octeto.
Cl tiene siete electrones en su capa de valencia y comparte un enlace a través de dos electrones con Ga y completó su octeto para formar un enlace simple. Pero en el caso de Ga, hay tres electrones en la capa de valencia y Ga forma tres enlaces con tres electrones más, por lo que hay seis electrones en la capa de valencia de Ga y su octeto no está completo.. Es por eso que Ga puede aceptar más electrones para llenar su deficiencia de electrones y hace dímero para completar el octeto.
Cuando forma un dímero, ambos átomos de Ga en forma de dímero completan su octeto al unir los átomos de cl. Este modelo se puede explicar a través de unión 3c-4e.
8. Resonancia de la estructura de Lewis de GaCl3
No hay tales nubes de electrones presentes sobre los átomos de Ga para la deslocalización en diferentes formas de esqueleto. Es por eso que la estructura de Lewis de GaCl3 no muestra ninguna estructura resonante.
9. hibridación GaCl3
Por la forma de la molécula y la participación del orbital, podemos decir que GaCl3 estructura de luis tiene hibridación sp2.
Podemos calcular la hibridación de GaCl3 usando la siguiente fórmula,
H = 0.5(V+M-C+A)
En la estructura de GaCl3 Lewis, el átomo de Ga central es ½(3+3+0+0) =3 (sp2 hibridado).
Si el átomo central de una molécula está involucrado en tres orbitales en hibridación, entonces será sp2 hibridado.
Entendamos la hibridación de la estructura de GaCl3 Lewis,
Del diagrama de caja de la estructura de Lewis de GaCl3, es evidente que Ga central es sp2 hibridado donde solo están involucrados los orbitales 4s y 4p y hay orbitales p vacantes en Ga, por lo que el monómero GaCl3 no completa su octeto.
10. Solubilidad de GaCl3
GaCl3 es soluble en los siguientes solventes,
- Agua
- Benceno
- CCl4
- CS2
11. ¿El GaCl3 es soluble en agua?
Como se discutió, el GaCl3 anterior es muy soluble en agua, ya que está vacante en el orbital p, por lo que los pares solitarios de átomos de oxígeno pueden ser atacados y, por esta razón, puede producir un aducto y el resultado es soluble en agua. GaCl3 es muy sensible a la humedad.
12. ¿Es GaCl3 un electrolito fuerte?
Sí, GaCl3 es un electrolito muy fuerte, en un soluto acuoso, el ion puede ionizarse fácilmente a Ga3+ y 3Cl–, ambos iones son buenos conductores de electricidad y ambos son solubles en agua, lo que hace que la solución sea un buen conductor de electricidad.
13. ¿El GaCl3 es polar o no polar?
GaCl3 se disuelve en agua, por lo que es una señal de que GaCl3 es una molécula polar. La diferencia de electronegatividad entre GA y Cl es enorme, lo que hace que la molécula sea polar. Nuevamente, debido a la forma asimétrica, la caballa tiene algún momento dipolar resultante.
14. ¿El GaCl3 es ácido o básico?
GaCl3 es ácido, más bien es un ácido de Lewis muy fuerte.
15. ¿GaCl3 es un ácido o una base de Lewis?
En la estructura de Lewis de GaCl3, hay un orbital p vacante presente para Ga, este orbital p es energéticamente accesible y puede tomar electrones o pares solitarios de una base de Lewis adecuada y actúa como un ácido de Lewis más fuerte, pero en el dímero de la p vacante el orbital se llena con la formación del enlace, por lo que el dímero no es un buen ácido de Lewis.
16. ¿El GaCl3 es paramagnético o diamagnético?
Después de la formación del enlace, todos los electrones de valencia de GaCL3 e incluso para Ga(III_) todos los electrones d se emparejan. Entonces, Gacl3 o Ga(III) es de naturaleza diamagnética.
17. ¿El GaCl3 es lineal?
No, GaCl3 no es lineal, la forma de la estructura de Lewis de GaCL3 es plana trigonal y es evidente por el ángulo de enlace y su valor de hibridación también.
18. Ángulo de enlace de GaCl3
El GaCl3 la forma de la estructura de Lewis es plana trigonal y la hibridación el valor es sp2, por lo que el ángulo de enlace es 1200.
19. Punto de ebullición del GaCl3
El punto de ebullición del GaCl3 es muy alto porque en el estado sólido dos centros de Ga están fuertemente ligados y el sólido se licua. En estado líquido, dado que los enlaces Ga-Ga son extremadamente fuertes a la temperatura muy alta requerida para romper esos enlaces, por lo tanto, tiene un punto de ebullición muy alto.
Conclusión
En la estructura de Lewis de GaCl3, Ga es sp2 hibridó pero hay una deficiencia de electrones en el centro de Ga y para cumplir, la deficiencia de GaCl3 existe como una forma de dímero a través de un enlace 3c-4e.
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