Question

În amoniac, un atom de azot formează 3 legături covalente cu atomi de hidrogen și are o pereche singură care poate fi utilizată într-o legătură covalentă dativă cu un alt atom de hidrogen pentru a forma un ion de amoniu. În loc să se utilizeze ambii electroni pentru o legătură covalentă dativă, de ce nu pot fi utilizați ambii în mod individual pentru două legături covalente separate care formează NH5?

Answer 1

Răspuns: Încerc, să vă spun părerea mea!

S- a studiat la curs despre combinațiile azotului și perechea de electroni inerți la elemente din perioada 3,4,5; se cunoaște de la curs, ce înseamnă hibridizarea orbitalilor s și p, o proprietate specifică elementelor din perioada 2, care este favorizată, când volumul atomilor este mic și orbitalii ce se contopesc sunt apropiați în spațiu.

Pentru a răspunde la întrebarea de ce nu se formează NH₅, dacă sunt pe stratul de valență al N, 5 electroni  și să vină 2 atomi de H cu 1 e de valență, să plecăm de la configurația electronică a azotului și de la structura moleculei de NH₃:

a) Rezultatele cercetărilor despre forma și orientarea orbitalilor din atomul de N, afirmă existența hibridizării sp³ a orbitalilor  2s și 2px,2py 2pz (în mare măsură):

Z N=7, A N=14, perioada 2, grupa V A, N.O: -3............+5

stare fundamentală    atom N                 stare hibridizată  atom N

nucleu: .........................        7 protoni (7+).......................................................

strat 1: 1s²                             =                     strat 1: 1s²    (K)  la fel

strat 2:    2p¹x2¹py 2p₁z  (L)              →        hibridizarea sp³

                                                                    2s² 2p¹x 2p¹y2p¹z

               2s²                        

Se observă în starea hibridizată, că există la N, un orbital s ocupat cu 2 e și 3 orbitali p ocupați cu 1 e; la aceștia există tendința de a se ocupa cu al doilea electron, conform principiului excluziunii (2 e de spin opus...).

b) Molecula de NH₃ are forma unei piramide turtite, în care distanțele dintre N-H și H-H și unghiul H-N-H asigură o stabilitate maximă, caracterizată prin principiile termodinamice (entalpie, entropie).

Ne putem gândi că electronii din orbitalul 2s sunt mai puțin reactivi, față de cei din orbitalii de tip p(px,py,pz), unde există deficit de electroni. Pot să formeze legătura coordinativă cu H⁺, care are un orbital 1 s fără 2 electroni și nu se formează o legătură covalentă pură, fiindcă nu se permite termodinamic.

Deci:

   H

     I

 H-N:  + .H + . H  nu este permisă de stabilitatea termodinamică oferită      

     I                      de forma spațială a moleculei de NH₃ (cu N hipridizat sp³)

   H