Formula Muatan Formal, Cara Menghitung dan Contohnya



itu tuduhan formal (CF) adalah apa yang ditugaskan untuk atom molekul atau ion, yang memungkinkan untuk menjelaskan struktur dan sifat kimianya sebagai fungsi darinya. Konsep ini menyiratkan pertimbangan karakter kovalen maksimum dalam tautan A-B; yaitu, pasangan elektron dibagi rata antara A dan B.

Untuk memahami hal di atas pada gambar bawah, dua atom ditunjukkan tertaut: satu ditunjuk dengan huruf A dan yang lainnya dengan huruf B. Seperti dapat dilihat, dalam intersep lingkaran sebuah tautan dibentuk dengan pasangan ":". Dalam molekul heteronuklear ini, jika A dan B memiliki elektronegativitas yang sama, pasangan ":" tetap sama untuk A dan B.

Namun, karena dua atom berbeda tidak dapat memiliki sifat yang identik, pasangan ":" tertarik pada atom yang lebih elektronegatif. Dalam hal ini, jika A lebih elektronegatif dari B, pasangan ":" lebih dekat ke A daripada ke B. Sebaliknya terjadi ketika B lebih elektronegatif daripada A, mendekati sekarang ":" a B.

Kemudian, untuk menetapkan biaya formal untuk A dan B, perlu untuk mempertimbangkan kasus pertama (yang di atas gambar). Jika ikatan kovalen murni A-B terputus, kerusakan homolitik akan terjadi, menghasilkan radikal bebas A · dan · B.

Indeks

  • 1 Manfaat kualitatif dari penggunaan kargo formal
  • 2 Formula dan cara menghitungnya
    • 2.1 Variasi perhitungan menurut struktur
  • 3 Contoh perhitungan muatan formal
    • 3.1 BF4- (ion tetrafluoroborate)
    • 3,2 BeH2 (berilium hidrida)
    • 3,3 CO (karbon monoksida)
    • 3,4 NH4 + (ion amonium), NH3 dan NH2- (ion amida)
  • 4 Referensi

Manfaat kualitatif dari penggunaan kargo formal

Elektron tidak tetap, seperti pada contoh sebelumnya, tetapi mereka bergerak dan hilang oleh atom-atom molekul atau ion. Jika itu adalah molekul diatomik, diketahui bahwa pasangan ":" harus dibagi atau berkeliaran di antara kedua atom; hal yang sama terjadi pada molekul tipe A-B-C, tetapi dengan kompleksitas yang lebih besar.

Namun, dengan mempelajari sebuah atom dan mengasumsikan kovalensi seratus persen dalam ikatannya, lebih mudah untuk menentukan apakah atom itu memperoleh atau kehilangan elektron dalam senyawa tersebut. Untuk menentukan untung atau rugi ini, Anda harus membandingkan baseline atau status bebas Anda dengan lingkungan elektronik Anda.

Dengan cara ini, dimungkinkan untuk menetapkan muatan positif (+) jika atom kehilangan elektron, atau muatan negatif (-) ketika, sebaliknya, ia mendapatkan elektron (tanda-tanda harus ditulis di dalam lingkaran).

Jadi, walaupun elektron tidak dapat ditemukan dengan tepat, muatan formal ini (+) dan (-) dalam struktur sesuai dengan kebanyakan kasus sesuai dengan sifat kimia yang diharapkan..

Yaitu, muatan formal sebuah atom terkait erat dengan geometri molekul lingkungannya dan reaktivitasnya di dalam senyawa.

Formula dan cara menghitungnya

Apakah biaya formal ditetapkan secara sewenang-wenang? Jawabannya adalah tidak. Untuk ini, keuntungan atau kerugian elektron harus dihitung dengan asumsi ikatan kovalen murni, dan ini dicapai melalui rumus berikut:

CF = (nomor grup atom) - (jumlah tautan yang terbentuk) - (jumlah elektron yang tidak dibagi)

Jika atom memiliki CF dengan nilai +1, ia diberi muatan positif (+); sedangkan jika Anda memiliki CF dengan nilai -1, Anda kemudian diberi muatan negatif (-).

Untuk menghitung CF dengan benar, langkah-langkah berikut harus diikuti:

- Temukan di kelompok mana atom terletak di dalam tabel periodik.

- Hitung jumlah tautan yang Anda bentuk dengan tetangga Anda: tautan ganda (=) bernilai dua dan tautan tiga bernilai tiga (≡).

- Akhirnya, hitung jumlah elektron yang tidak terbagi, yang dapat dengan mudah diamati dengan struktur Lewis.

Variasi perhitungan sesuai dengan struktur

Dengan molekul linear A-B-C-D, muatan formal untuk setiap atom dapat bervariasi jika struktur, misalnya, sekarang ditulis sebagai: B-C-A-D, C-A-B-D, A-C-D-B, dll. Ini karena ada atom yang, dengan berbagi lebih banyak elektron (membentuk lebih banyak ikatan), memperoleh CF positif atau negatif.

Jadi, mana dari tiga struktur molekul yang memungkinkan yang sesuai dengan senyawa ABCD? Jawabannya adalah: yang umumnya memiliki nilai CF terendah; juga, salah satu yang menetapkan muatan negatif (-) ke atom yang paling elektronegatif.

Jika C dan D lebih elektronegatif daripada A dan B, maka dengan berbagi lebih banyak elektron mereka akibatnya mendapatkan muatan formal positif (dilihat dari aturan mnemonik).

Jadi, struktur yang paling stabil, dan yang paling disukai energi, adalah C-A-B-D, karena dalam hal ini baik C dan B hanya membentuk satu mata rantai. Di sisi lain, struktur A-B-C-D dan yang memiliki C atau B yang membentuk dua ikatan (-C- atau -D-), lebih tidak stabil.

Manakah dari semua struktur yang paling tidak stabil? A-C-D-B, karena tidak hanya C dan D yang membentuk dua mata rantai, tetapi juga muatan formal negatifnya (-) saling bersebelahan, semakin membuat struktur tidak stabil..

Contoh perhitungan muatan formal

BF4- (ion tetrafluoroborate)

Atom boron dikelilingi oleh empat atom fluor. Mengingat bahwa B milik kelompok IIIA (13) tidak memiliki elektron yang tidak dibagi dan membentuk empat ikatan kovalen, CF-nya adalah (3-4-0 = -1). Berbeda dengan F, elemen grup VIIA (17), CF-nya adalah (7-6-1 = 0).

Untuk menentukan muatan ion atau molekul, cukup menambahkan CF individu dari atom yang menyusunnya: (1 (-1) + 4 (0) = -1).

Namun, CF untuk B tidak memiliki arti yang nyata; artinya, kerapatan elektronik tertinggi tidak berada di sini. Sebenarnya, kerapatan elektronik ini didistribusikan ke empat atom F, elemen yang jauh lebih elektronegatif daripada B.

BeH2 (Berilium hidrida)

Atom berilium milik kelompok IIA (2), membentuk dua ikatan dan lagi-lagi tidak memiliki elektron yang tidak terbagi. Dengan demikian, CF untuk Be dan H adalah:

CFJadilah= 2-2-0 = 0

CFH= 1-1-0 = 0

Muat BeH2= 1 (0) + 2 (0) = 0

CO (karbon monoksida)

Struktur Lewis-nya dapat direpresentasikan sebagai: C≡O: (walaupun memiliki struktur resonansi lainnya). Mengulangi perhitungan CF, kali ini untuk C (dari grup PPN) dan O (dari grup VIA), kami memiliki:

CFC= 4-3-2 = -1

CFO= 6-3-2 = +1

Ini adalah contoh di mana dakwaan formal tidak sesuai dengan sifat elemen. O lebih elektronegatif daripada C dan, oleh karena itu, tidak boleh membawa positif.

Struktur lainnya (C = O dan (+)C-O(-)), meskipun mereka mematuhi alokasi biaya yang koheren, mereka tidak mematuhi aturan oktet (C memiliki kurang dari delapan elektron valensi).

NH4+ (ion ammonium), NH3 dan NH2- (ion amida)

sementara lebih banyak elektron berbagi N, lebih positif adalah CF-nya (hingga ion amonium, karena tidak memiliki ketersediaan energi untuk membentuk lima ikatan).

Menerapkan juga perhitungan untuk N dalam ion amonium, amonia dan ion amiduro, kita kemudian memiliki:

CF = 5-4-0 = +1 (NH4+)

CF = 5-3-2 = 0 (NH3)

Dan akhirnya:

CF = 5-2-4 = -1 (NH2-)

Artinya, di NH2- N memiliki empat elektron yang tidak dibagi, dan berbagi semua ketika membentuk NH4+. CF untuk H sama dengan 0 dan, oleh karena itu, kalkulasinya disimpan.

Referensi

  1. James (2018). Keterampilan Kunci: Cara Menghitung Biaya Formal. Diperoleh pada 23 Mei 2018, dari: masterorganicchemistry.com
  2. Ian Hunt. Departemen Kimia, Universitas Calgary. Biaya Formal. Diperoleh pada 23 Mei 2018, dari: chem.ucalgary.ca
  3. Biaya Formal. [PDF] Diperoleh pada 23 Mei 2018, dari: chem.ucla.edu
  4. Jeff D. Cronk. Biaya formal. Diperoleh pada 23 Mei 2018, dari: guweb2.gonzaga.edu
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia (Edisi ke-8). Belajar CENGAGE, hlm. 268-270.
  6. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik (Edisi keempat., Halaman 38). Mc Graw Hill.
  7. Monica Gonzalez (10 Agustus 2010). Pemuatan formal. Diperoleh pada 23 Mei 2018, dari: quimica.laguia2000.com