Hogyan rajzoljunk Lewis-struktúrát (Oktett szabály kivétel)

Hogyan rajzoljunk Lewis-struktúrát (Oktett szabály kivétel)

A Lewis-pontszerkezetek hasznosak egy molekula geometriájának megjósolásához. Időnként a molekula egyik atomja nem követi az oktet szabályt az atomok körüli elektronpárok rendezéséhez. Ez a példa a „Hogyan rajzoljunk egy Lewis-struktúrát” lépéseket használjon egy molekula Lewis-struktúrájának rajzolására, ahol az egyik atom kivételt képez az oktet szabályban.

Az elektronszámlálás áttekintése

A Lewis-struktúrában feltüntetett összes elektronszám az egyes atomok valencia elektronjainak összege. Ne feledje: a nem valencia elektronok nem jelennek meg. Miután meghatározták a valencia-elektronok számát, az alábbiakban felsoroljuk azokat a lépéseket, amelyeket általában a pontok atomok elhelyezéséhez követnek:

  1. Csatlakoztassa az atomokat egyetlen kémiai kötéssel.
  2. Az elhelyezett elektronok száma: T-2n, hol t az elektronok összes száma és n az egyes kötvények száma. Helyezze ezeket az elektronokat magányos párokként, kezdve a külső elektronokkal (a hidrogén mellett), amíg minden külső elektronnak 8 elektronja van. Helyezze először a magányos párokat a legtöbb elektronegatív atomra.
  3. Miután a magányos párokat elhelyezték, a központi atomokon hiányozhat az oktett. Ezek az atomok kettős kötést képeznek. Mozgassa egy magányos párt a második kötés kialakításához.
    Kérdés:
    Rajzolja meg a molekula Lewis-szerkezetét az ICl molekuláris képlettel3.
    Megoldás:
    1. lépés: Keresse meg a vegyérték elektronok számát.
    A jódnak 7 vegyérték-elektron van
    A klórnak 7 vegyértékértékű elektronja van
    Teljes valencia elektronok = 1 jód (7) + 3 klór (3 x 7)
    Teljes valencia elektronok = 7 + 21
    Teljes valencia elektronok = 28
    2. lépés: Keresse meg az elektronok számát, amely ahhoz szükséges, hogy az atomok „boldogok legyenek”
    A jódnak 8 vegyérték-elektronra van szüksége
    A klórnak 8 vegyérték-elektronra van szüksége
    Az összes vegyérték elektron "boldog" = 1 jód (8) + 3 klór (3 x 8)
    Az összes valencia elektron "boldog" = 8 + 24
    Az összes valencia elektron "boldog" = 32
    3. lépés: Határozza meg a kötések számát a molekulában.
    kötvények száma = (2. lépés - 1. lépés) / 2
    kötvények száma = (32 - 28) / 2
    kötvények száma = 4/2
    kötvények száma = 2
    Így lehet azonosítani az oktet-szabály alóli kivételt. Nincs elegendő kötés a molekula atomszámához. ICI3 három kötésnek kell lennie a négy atom összekapcsolásához. 4. lépés: Válasszon egy központi atomot.
    A halogének gyakran egy molekula külső atomjai. Ebben az esetben az összes atom halogénatom. A két elem közül a jód a legkevésbé elektronegatív. Közép atomként jódot használjon.
    5. lépés: Rajzoljon egy vázszerkezetet.
    Mivel nincs elég kötés ahhoz, hogy mind a négy atomot összekapcsoljuk, kössük össze a központi atomot a másik háromval három egyszeres kötéssel.
    6. lépés: Helyezze az elektronokat a külső atomok körül.
    Töltsük ki az okteteket a klóratomok körül. Mindegyik klórnak hat elektronot kell kapnia az oktettek kitöltéséhez.
    7. lépés: Helyezze a fennmaradó elektronokat a központi atom körül.
    Helyezze a fennmaradó négy elektronot a jódatom körül a szerkezet befejezéséhez. A kész struktúra a példa elején jelenik meg.

A Lewis-struktúrák korlátozásai

A Lewis-struktúrák először a huszadik század elején lettek használatban, amikor a kémiai kötés nem volt jól ismert. Az elektron pontdiagramok szemléltetik a molekulák elektronikus szerkezetét és a kémiai reakcióképességet. Használata továbbra is népszerű a kémiai oktatók körében, amely bevezeti a kémiai kötések valencia-kötési modelljét, és gyakran használják a szerves kémiában, ahol a valencia-kötés modell nagyban megfelelő.

A szervetlen kémia és a fémorganikus kémia területén azonban a delokalizált molekuláris pályák gyakoriak, és a Lewis-struktúrák nem pontosan megjósolják a viselkedést. Noha Lewis-struktúrát rajzolhatunk egy olyan molekula számára, amelyről empirikusan ismertek, hogy páratlan elektronokat tartalmaz, az ilyen struktúrák használata hibákat eredményez a kötés hosszának, mágneses tulajdonságainak és aromás tulajdonságainak becslésében. Ezekre a molekulákra példa a molekuláris oxigén (O2), nitrogén-monoxid (NO) és klór-dioxid (ClO2).

Noha a Lewis-struktúráknak van némi értéke, az olvasónak azt tanácsolják, hogy a valenciakötési elmélet és a molekuláris orbitális elmélet jobban leírja a valenciahéj elektronok viselkedését.

Források

  • Lever, A. B. P. (1972). "Lewis-struktúrák és az oktet-szabály. Automatikus eljárás a kanonikus formák írására." J. Chem. Educ. 49 (12): 819. doi: 10.1021 / ed049p819
  • Lewis, G. N. (1916). "Az atom és a molekula." J. Am. Chem. Soc. 38 (4): 762-85. doi: 10.1021 / ja02261a002
  • Miessler, G.L .; Tarr, D.A. (2003). Szervetlen kémia (2. kiadás). Pearson Prentice-Hall. ISBN 0-13-035471-6.
  • Zumdahl, S. (2005). Kémiai alapelvek. Houghton-Mifflin. ISBN 0-618-37206-7.