二氧化硒的化学式是SeO2。它是一种单维聚合物链,具有交替的硒原子和氧原子。
这种化合物非常重要,因为它只有在与水接触时才对金属具有腐蚀性。二氧化硒与水反应产生的硒酸开始腐蚀大多数金属。
此外,二氧化硒通过煤或石油燃烧和岩石风化进入土壤和水。尽管少量摄入硒对生物体有益,但如果摄入过量,则会产生毒性作用,如胚胎畸形和生殖失败。
人体接触二氧化硒后的直接症状有烧灼感、眼睛刺激、恶心、头痛等。
制备二氧化硒的方法多种多样,但最受欢迎的方法是脱水硒酸。
H2SeO3⇌SeO2 + H2O
让我们研究它的路易斯结构,几何和杂化。
二氧化硒(SeO2)的Lewis结构
也被称为刘易斯点结构,它是原子内价电子的行为和排列的图形表示。
它用点表示价电子,用线表示成键。
在一个典型的结构中,参与原子的原子符号在中心,价电子在它们周围成对排列。
对这种结构的需要是为了初步了解原子如何结合以产生具有新化学性质的新化合物。
二氧化硒路易斯结构的绘制步骤
刘易斯结构首先确定一个选定的分子中已经可用的价电子的数量,以及进一步需要多少才能达到稳定的条件。因此,
步骤1:找出一个二氧化硒分子中已经存在的价电子。
硒的价电子是6,氧也是6。
当我们在一个二氧化硒分子中有两个氧原子时,一个二氧化硒分子中已经存在的价电子总数是18个。
步骤2:找出在二氧化硒中完成所有三个参与原子的八隅体所需的价电子数.
根据八隅体规则,每个原子需要8个价电子来完成它的最外层。所以,一个二氧化硒分子所需的价电子总数是24个。
根据这个规则,一个二氧化硒分子只需要6个价电子。
步骤3:找出二氧化硒分子的中心原子。
分子中作为单个实体存在的原子通常被认为是中心原子。根据这个事实,硒是中心原子。
此外,可以通过比较硒和氧的电负性值来证实这一点。
具有最低电负性值的元素成为中心原子,因为它必须形成最多的键。
这将在极性小标题下详细研究。
步骤4:通过在线性结构中写下每个参与原子周围成对的价电子来画出结构.
下图是SeO2分子的lewis结构。
二氧化硒还有其他的路易斯结构吗?
不,这是不可能的,因为分子中的每个原子都试图达到稳定的状态。
我们可以借助每个参与原子上的正式电荷分布来证明它。
让我们借助二氧化硒的另一种路易斯结构来更好地理解这一点。
在下面的图表中,只有一个双键在硒和氧原子之间形成。
在这种结构中,形式电荷分布是不相等的,因此它是不稳定的,是不可能的。
形式电荷分布公式为价电子-非成键价电子- 1/2成键电子。
让我们计算一下:
O: 6 - 6 - 2/2 = -1
Se: 6 - 2 - 6/2 = +1
O: 6 - 4 - 4/2 = 0
下图是SeO2的错误lewis结构。
现在,当我们使用上述公式计算二氧化硒的正确刘易斯结构的形式电荷分布时,总数为零[本文中已经显示了正确刘易斯结构的图表]。
O: 6 - 4 - 4/2 = 0
Se: 6 - 2 - 8/2 = 0
O: 6 - 4 - 4/2 = 0
二氧化硒的分子几何结构
由于二氧化硒的刘易斯结构,大多数人把它的分子几何结构误认为是线性的。
重要的是要知道双键和两端的孤对价电子使二氧化硒具有弯曲的几何形状。
我们可以利用价壳电子对排斥理论(VSEPR)详细地研究三原子二氧化硒的这种行为。
它说,在双键两端存在相等的孤价电子对,会在相反的方向上产生强大的斥力。
这种力倾向于向下推动氧分子,从而产生弯曲的金字塔形状。
二氧化硒的空间位数为4,可以进一步证实这种结构。
除此之外,理解二氧化硒是一个聚合物链也很重要,这意味着它不是作为单个分子存在的。
这种链的形成进一步证明了弯曲结构的存在。硒-氧键长度为179pm,末端氧键长度为162pm。
二氧化硒的杂交
中心原子在二氧化硒中的杂化为sp3。
当一个2s轨道与三个2p轨道发生混合和相互混合时,形成了四个具有相似能量和特征的新杂化轨道。
重要的是要理解四个轨道中的一个是由另一个二氧化硒提供的,因为它存在于聚合物链中。
气态的二氧化硒具有与二氧化硫相似的分子轨道图,但在固态时,它以无限的聚合物链存在,不是平面的。
下图是二氧化硒的分子轨道图。
注意:考虑用硒代替硫。
杂化和分子轨道图是数学的,也是在键形成过程中以独特方式表现轨道的图解表示。
这种混合和混合的唯一性产生了能量相似但性质不同的新杂化轨道。
新的杂化轨道负责形成具有新化学性质的新分子。
二氧化硒的极性
重要的是要理解,分子几何和相关的化学性质保留可信性仅为单体二氧化硒。
不考虑形式电荷分布相等的情况,二氧化硒中的偶极矩为2.62D,这使它成为极性分子。
极性是一个分子作为一个磁铁的行为,由于电荷的分离,在分子内形成两个独立的正极和负极。
二氧化硒的极性性质可以借助硒原子和氧原子的电负性值来确定。
一个分子在本质上是极性的,参与原子的电负性值之间的差必须大于0.5。
硒的电负性值为2.55,氧的电负性值为3.44,两者相差0.89。由于电负性差大于0.5,二氧化硒的性质是极性的。
二氧化硒(SeO2)的用途
1.它被用于生产无色玻璃,因为它可以纠正赋予玻璃颜色的铁杂质。
2.它是一种强氧化剂,用于烯烃的烯丙基氧化生成烯丙醇,烯丙醇进一步氧化生成酮和醛。
3.用作蓝黑色防锈涂料,用于防止钢的腐蚀。
4.它是照片冲洗的一个组成部分。
总而言之!
对于那些希望研究分子中双键形成背后的原因的人来说,二氧化硒是一个经典的例子。
从二氧化硒的路易斯结构可以看出,形式电荷的不均匀分布使得该结构不可能只有一个双键。
除此之外,理解硒的sp3杂化和二氧化硒的极性性质仅保留单体结构的可信度也很重要。
除此之外,在二氧化硒中任何与理想状态的偏差主要是由于它的聚合物链性质。重要的是要理解,二氧化硒不是作为单个分子存在,而是以链形式存在。