يطلق على clf3 في علم الكيمياء اسم مركب ثلاثي فلوريد الكلور حيث توصل العلماء أنه من المكونات الأساسية في العديد من الصناعات التي يمكن تطبيقها في الحياة اليومية ، ويدخل في الروابط التساهمية ، ولقد قام العالم لويس بتفسير الأزواج الغير الرابطة فيه ، وإليكم المزيد من التفاصيل عبر مجلة البرونزية ، فتابعونا.
محتويات المقال
عدد الأزواج غير الرابطة في clf3
عدد الأزواج غير الرابطة في clf3 هي زوجان حر من الإلكترونيات ، ويمكن تعريف الأزواج غير الرابطة بأنها أزواج الإلكترونيات الحرة عند اتحاد الكلور مع الفلور بواسطة طريقة معينة ،
ويمكن تفسير ذلك بأن ذرة الكلور بمثابة الذرة الرئيسية للمركب ويرتبط بها ثلاثة ذرات من الفلور ، وعندما يتحدا كلاهما بطريقة معينة يحدث اتحاد ترابطي بين ثلاثة ذرات من الكلور مع ثلاثة روابط تساهمية ، إذ يتبقى زوجان من الإلكترونيات الحرة المتعلقة بإلكترونيات التكافؤ المجملة ، وتلك التي يتم الاعتماد عليها في التهجين فيما بعد.
تعتمد أزواج الإلكترونيات الحرة على تكافؤ الكلور مع الفلور ، وذلك يعني أن كلما أصبح عدد التكافؤ متناسباً كلما قل عدد الإلكترونيات الحرة ، وكلما زاد عدد الروابط التساهمية في المركب ، وبالتالي يصبح المركب مستقر.
يمكن تعريف بنية لويس في clf3 بأنها البنية أو الأساس التي أسسه لويس بهدف توضيح الكيفية التي يحدث فيها ترابط واتحاد بين الكلور وبين الفلور مع بعضها البعض في المركب الكيميائي ، إذ أنه يوضح أن مركب ثلاثي كلوريد الفلور عبارة عن بينية كيميائية بطريقة معينة يمكن من خلالها إدراك مجموعة الإلكترونيات المرتبطة والحرة التي منها يتكون المركب .
وبناءً على ذلك فأنه يقول في البنية الكيميائية التي أنشاها أن 3 أزواج من الإلكترونيات تمثل المرتبطة بينما 11 زوج من الإلكترونيات الحرة تمثل الإلكترونيات المستعملة في التهجين فيما بعد ، ويتم احتساب عدد الإلكترونيات وعدد الروابط للتحقق من استقرار المركب حين الحصول على القيمة الصفرية ، لأن القيمة الصفرية تعكس استقرار البنية الهيكلية للمركب ، وطريقة احتساب الإلكترونيات لذرة الكلور والإلكترونيات لذرة الفلور تكون كما في الجدول الأتي:
تؤثر الهندسة الإلكترونية على الهندسة الجزئية لاسيما على شكلها الظاهر في النهاية ، وبالرغم من ذلك يمتاز كلاهما بشكل مختلف عن الآخر .
ويمكن تعريف الهندسة الجزئية لجزئ ثلاثي فلوريد الكلور بأنها على شكل حرف (T) ولا يوجد تماثل في الإلكترونيات الحرة ، وتتكون من وقوع زوجان من الإلكترونيات على ذرة واحدة من الكلور بحيث ينتج عن التفاعل بينهما تنافر ، ويترتب على ذلك عدم التماثل.
ويمكن تعريف الهندسة الإلكترونية للجزيء بأنها تعتمد بشكل مباشر على أجمالي عدد الإلكترونيات في المركب ولا تضع في الاختبار نوع الإلكترونيات سواء كانت حرة أو مرتبطة ، فهي عبارة عن شكل هرمي ثنائي مثلثي يكون خمسة محاور مركزية لكثافة الإلكترونيات.
العوامل المؤثرة على قطبية clf3
عزم ثنائي القطب : يعتبر أحد أهم العوامل المؤثرة على قطبية clf3 ، فهو يتكون ناتجة لوجود شحنات سالبة وشحنات موجبة يؤثران في بعضها البعض ، وفي هذا المركب تحمل ذرات الكلور شحنات موجبة وتحمل ذرات الفلور شحنات سالبة ، حيث تتأثر الشحنات مع بعضها البعض وينتج عن ذلك عزم ثنائي القطب الذي كلما أصبح مرتفع كلما ارتفعت القطبية.
السالبية الكهربية: يمكن تعريفها بأنها عبارة عن مقدرة سحب الذرة للإلكترونيات في اتجاه نفسها ، وتمتاز قيم السالبية بأنها محددة ، إذ أن في المركب تكون سالبية الكلور 3.16 ، بينما تكون سالبية الفلور 4 ، وبالتالي يكون الفرق بين بعضهم البعض كبير ، وبناءً على ذلك يحدث سالبية كهربائية كبيرة في المركب ، وتبعاً للذك يعتبر مركب قطبي.
الشكل الهندسي والجزيئي : يعتبر بمثابة أهم العوامل الأكثر تأثيراً على قطبية الجزيء ، ويرجع السبب لعدم تماثل الجزيء بسبب الإلكترونيات الحرة ، فكلما زادت عدد الإلكترونيات الجرة في الجزيء كلما زادت قطبية الجزيء.
عدم الاستقرار : يعتبر أحدي خواص ثلاثي فلوريد الكلور clf3 ، وذلك يرجع إلى أنه يصنف أنه مركب غير مستقر وغير حر في الطبيعة ، الأمر الذي يجعله مركب شديد الاشتغال ، ولكنه يصبح ثابت في وعاء الكوارتز في درجة حرارة 180 درجة مئوية ، وبعد ارتفاع الحرارة عن ذلك تتحلل عناصره المكونة تحت تأثير أنه مركب غير مستقر.
درجة الغليان : تقدر درجة الغليان في مركب فلوريد الكلور clf3 ب 11.75 درجة مئوية ، ويرجع السبب لأنه يتكون من ثلاثة ذرات ثقيلة وثلاثة روابط تساهمية ، ولكن يجب الإشارة أن بالمقارنة بين درجة غليان هذا المركب ودرجة غليان الماء تعتبر درجة الغليان قليلة .
درجة الانصهار : تقدر درجة الانصهار في مركب فلوريد الكلور clf3 ب 76.34 درجة مئوية ، والتي تعتبر درجة مرتفعة إلى حد ما ، ويرجع السبب في ارتفاع درجة الانصهار إلى الذرات الثقيلة للكلور وللفلور وتحت تأثير الروابط التساهمية.
الصورة الغازية : يتواجد فلوريد الكلور clf3 على الصورة الغازية ذو رائحة لاذعة ، ويؤدي التعرض لهذا المركب بكمية كبيرة إلى خطر الاختناق وتهيج الأغشية المخاطية والتهاب الجلد وتلف الرئة ، ويتحول إلى الصورة السائلة عند تكثيفه بحيث يكون ذو لون أصفر فاتح مائل للخضرة.
شديد الاشتغال : يمتاز مركب فلوريد الكلور clf3 بأنه شديد الاشتغال لكونه عامل مؤكسد قوي الأمر الذي يجعله مصدر رئيسي في الاستعمال في وقود الصواريخ ، وتظهر الخطورة عند تلامس المركب مع المواد الأخرى القابلة للاشتغال لأن يترتب عن ذلك حدوث اشتغال فوري تلقائي.
الاستخدامات النووية : تعتبر أبرز الاستخدامات المتعلقة بمركب ثلاثي فلوريد الكلور clf3 ، فهو يتم استعماله في معالجة وقود المفاعلات النووية من خلال اتحاده مع اليورانيوم لإنتاج مركب UF6.
وقود الصواريخ : يتم استعمال مركب ثلاثي فلوريد الكلور clf3 في وقود الصواريخ باعتباره مركب شديد الاشتغال ، ولكنه قد يرتبط ذلك بعدد من المخاطر المحتملة إلا أنه يعتبر المركب الأمثل لتصنيع وقود الصواريخ.
التنظيف والحفر : يعد مركب ثلاثي فلوريد الكلور clf3 أحد المكونات الأساسية في التنظيف والحر بفعالة شديدة ويرجع لكونه مركب قوي يؤثر على ما يقوم بملامسته .
التفاعلات الكيميائية ل clf3
التفاعلات الكيميائية ل clf3 مع الماء حيث يؤدي اتحاد ثلاثي فلوريد الكلور مع الماء إلى ذوبانه بالكامل ، وبالتالي ينتج عن فلوريد الهيدروجين وكلوريد الهيدروجين والماء كما في المعادلة الآتية :ClF3+ 2H2O=3HF+HCl+O2
التفاعلات الكيميائية ل clf3 مع اليورانيوم حيث ينتج اتحاد ثلاثي فلوريد الكلور مع اليورانيوم كل من مركب فلوريد الكلور وسداسي فلوريد اليورانيوم كما في المعادلة الآتية : U+ 3ClF3= UF6 + 3ClF
