Struktur Lewis dalam persekitaran, bagaimana ia dilakukan, contohnya

The Struktur Lewis adalah semua yang mewakili ikatan kovalen dalam molekul atau ion. Di dalamnya, pautan dan elektron ini diwakili oleh titik-titik atau tanda hujung panjang, walaupun kebanyakan masa titik-titik itu bersesuaian dengan elektron yang tidak disambungkan dan garis-garis ke ikatan kovalen.

Tetapi apakah ikatan kovalen? Ia adalah perkongsian sepasang elektron (atau mata) di antara mana-mana dua atom jadual berkala. Dengan gambar rajah ini anda boleh melukis banyak rangka untuk sebatian tertentu. Yang mana satu yang betul akan bergantung kepada caj rasmi dan sifat kimia atom yang sama.

Dalam imej di atas kita mempunyai contoh apa struktur Lewis. Dalam kes ini, sebatian yang diwakili adalah 2-bromopropane. Mereka boleh menghargai sepadan titik hitam elektron, kedua-duanya terlibat dalam pautan dan unshared (satu-satunya di atas pasangan Br).

Jika pasangan titik ":" digantikan dengan tanda hujung panjang "-", maka rangka karbon 2-bromopropane akan diwakili sebagai: C-C-C. Kenapa, bukannya "rangka kerja molekul" yang dikeluarkan, bolehkah ia menjadi C-H-H-C? Jawapannya terletak pada ciri-ciri elektronik setiap atom.

Oleh itu, kerana hidrogen hanya mempunyai satu elektron dan satu orbital yang boleh digunakan, ia hanya membentuk satu ikatan kovalen. Oleh itu, ia tidak boleh membentuk dua ikatan (tidak boleh dikelirukan dengan ikatan hidrogen). Sebaliknya, konfigurasi elektronik atom karbon membenarkan (dan memerlukan) pembentukan empat ikatan kovalen.

Atas sebab itu, struktur Lewis di mana campur tangan C dan H mestilah berkaitan dan menghormati apa yang dikawal oleh konfigurasi elektronik mereka. Dengan cara ini, jika karbon mempunyai lebih daripada empat ikatan, atau hidrogen lebih dari satu, maka garis besarnya boleh dibuang dan yang baru sejajar dengan realiti boleh dimulakan..

Di sinilah beberapa sebab utama atau belakang struktur ini muncul, yang diperkenalkan oleh Gilbert Newton Lewis dalam pencariannya untuk perwakilan molekul yang setia kepada data percubaan: struktur molekul dan caj rasmi.

Semua sebatian yang sedia ada boleh diwakili oleh struktur Lewis, memberikan penghampiran pertama untuk bagaimana molekul atau ionnya boleh.

Indeks

1 Apakah struktur Lewis??
2 Bagaimana ia dilakukan??
- 2.1 Memohon formula matematik
- 2.2 Di mana meletakkan atom elektronegatif yang paling rendah
- 2.3 Simetri dan caj rasmi
3 Batasan pada peraturan oktet
4 Contoh struktur Lewis
- 4.1 Yodium
- 4.2 Ammonia
- 4.3 C2H6O
- 4.4 permamanate Iman
- 4.5 dichromate Ion
5 Rujukan

Apakah struktur Lewis??

Ia adalah struktur wakil elektron valens dan ikatan kovalen dalam molekul atau ion yang digunakan untuk mendapatkan idea tentang struktur molekul mereka.

Walau bagaimanapun, struktur ini tidak dapat meramalkan beberapa butiran penting seperti geometri molekul berkenaan dengan atom dan persekitarannya (jika persegi, trigonal, bipyramidal, dan sebagainya).

Juga, ia tidak mengatakan apa-apa tentang hibridisasi kimia atomnya, tetapi di mana ikatan rangkap dua atau tiga dan jika ada resonans dalam struktur.

Dengan maklumat ini boleh dikatakan pada kereaktifan sebatian, kestabilan, bagaimana dan apa mekanisme akan bertindak balas apabila molekul.

Atas sebab ini, struktur Lewis tidak pernah berhenti dipertimbangkan dan mereka sangat berguna, kerana di dalamnya bahan-bahan kimia baru boleh dipeluwap.

Bagaimana ia dilakukan??

Untuk melukis atau lakarkan gambarajah struktur, formula atau Lewis adalah penting formula kimia kompaun itu. Tanpa itu anda tidak boleh tahu mana atom yang membuatnya. Sekali dengan itu, jadual berkala digunakan untuk mencari kumpulan yang menjadi milik mereka..

Sebagai contoh, jika anda mempunyai kompaun C₁₄O₂N₃ maka kita harus mencari kumpulan di mana karbon, oksigen dan nitrogen. Ini dilakukan, tidak kira apa kompaun itu, jumlah elektron valens tetap sama, sehingga lambat laun mereka hafal.

Oleh itu, karbon milik kumpulan VAT, oksigen kepada kumpulan VIA dan nitrogen ke VA. Nombor kumpulan adalah sama dengan bilangan elektron valensi (mata). Kesemuanya mempunyai kecenderungan untuk melengkapkan oktet lapisan valensi.

Ini terpakai kepada semua elemen bukan logam atau yang terdapat dalam blok s atau p jadual berkala. Walau bagaimanapun, tidak semua elemen mematuhi peraturan oktet. Kes-kes tertentu adalah logam peralihan, yang strukturnya lebih berdasarkan caj rasmi dan nombor kumpulan mereka.

Memohon formula matematik

Mengetahui kumpulan mana-mana elemen kepunyaan, dan dengan itu, bilangan elektron valensi yang tersedia untuk membentuk pautan, kami meneruskan formula berikut, yang berguna untuk menarik struktur Lewis:

C = N - D

Di mana C bermakna elektron bersama, iaitu, mereka yang mengambil bahagian dalam bon kovalen. Kerana setiap link terdiri dua elektron, maka C / 2 adalah sama dengan jumlah link (atau baris) akan dikeluarkan.

N ialah elektron diperlukan, yang mesti mempunyai atom dalam shell valensnya menjadi isoelektronik kepada gas mulia yang mengikutinya dalam tempoh yang sama. Untuk semua elemen selain H (kerana ia memerlukan dua elektron untuk dibandingkan dengan Dia), mereka memerlukan lapan elektron.

D ialah elektron boleh didapati, yang ditentukan oleh kumpulan atau bilangan elektron valens. Oleh itu, kerana Cl milik kumpulan VIIA, ia mesti dikelilingi oleh tujuh titik hitam atau elektron, dan perlu diingat bahawa pasangan diperlukan untuk membentuk pautan.

Memiliki atom, mata mereka dan bilangan bon C / 2, struktur Lewis kemudian boleh diubahsuai. Tetapi tambahan pula, perlu ada pengertian "peraturan".

Di mana meletakkan atom elektronegatif yang paling rendah

Atom kurang elektronegatif dalam sebahagian besar struktur menghuni pusat. Oleh itu, jika seseorang itu mempunyai sebatian dengan atom P, O dan F, P mesti oleh itu di tengah-tengah struktur hipotetikal.

Juga, penting untuk diperhatikan bahawa atom hidrogen biasanya dikaitkan dengan atom elektronegatif yang sangat tinggi. Jika anda mempunyai sebatian Zn, H dan O, H akan pergi bersebelahan dengan O dan tidak dengan Zn (Zn-O-H dan bukan H-Zn-O). Terdapat pengecualian kepada peraturan ini, tetapi ia biasanya berlaku dengan atom bukan logam.

Simetri dan caj rasmi

Alam mempunyai keutamaan yang tinggi untuk struktur molekul yang berasal sebagai simetris yang mungkin. Ini membantu mengelakkan menyusun struktur yang tidak disusun, dengan atom diatur sedemikian rupa sehingga mereka tidak mematuhi sebarang pola yang jelas.

Sebagai contoh, untuk kompaun C₂A₃, di mana A adalah atom rekaan, struktur yang paling mungkin ialah A-C-A-C-A. Perhatikan simetri sisinya, kedua-dua pantulan yang lain.

Tuduhan formal juga memainkan peranan penting ketika menarik struktur Lewis, terutamanya untuk ion tersebut. Oleh itu, pautan boleh ditambah atau dialih keluar supaya pertuduhan rasmi atom sepadan dengan jumlah caj yang dipamerkan. Kriteria ini amat berguna untuk sebatian logam peralihan.

Had dalam peraturan oktet

Tidak semua peraturan dipenuhi, yang tidak semestinya bermakna bahawa struktur tidak betul. Contoh-contoh biasa ini dilihat dalam banyak sebatian di mana unsur-unsur kumpulan IIIA (B, Al, Ga, In, Tl) terlibat. Aluminium trifluoride (AlF) secara khusus dipertimbangkan di sini₃).

Dengan menggunakan formula yang diterangkan di atas, kami mempunyai:

D = 1 × 3 (satu atom aluminium) + 7 × 3 (tiga atom fluorin) = 24 elektron

Di sini 3 dan 7 adalah kumpulan masing-masing atau bilangan elektron valensi yang tersedia untuk aluminium dan fluorin. Kemudian, mengingati elektron yang diperlukan N:

N = 8 × 1 (satu atom aluminium) + 8 × 3 (tiga atom fluorin) = 32 elektron

Oleh itu, elektron bersama adalah:

C = N - D

C = 32 - 24 = 8 elektron

C / 2 = 4 pautan

Oleh kerana aluminium adalah atom elektronegatif yang paling sedikit ia mesti diletakkan di tengah, dan fluorine hanya membentuk ikatan. Memandangkan ini, kita mempunyai struktur Lewis AlF₃ (imej atas) Elektronik yang dikongsi diserlahkan dengan titik hijau untuk membezakannya daripada yang tidak dikongsi.

Walaupun perhitungan meramalkan bahawa terdapat 4 ikatan yang harus dibentuk, aluminium tidak mempunyai elektron yang cukup dan di samping itu tidak ada atom fluorin keempat. Akibatnya, aluminium tidak mematuhi peraturan oktet dan fakta ini tidak ditunjukkan dalam pengiraan.

Contoh struktur Lewis

Iodin

Iodin adalah halogen dan oleh itu kepunyaan kumpulan VIIA. Ia kemudian mempunyai tujuh elektron valens, dan molekul diatom mudah ini boleh diwakili oleh penambahbaikan atau menggunakan formula:

D = 2 × 7 (dua atom iodin) = 14 elektron

N = 2 × 8 = 16 elektron

C = 16 - 14 = 2 elektron

C / 2 = 1 pautan

Sehingga 14 elektron 2 mengambil bahagian dalam ikatan kovalen (titik hijau dan tanda hubung), 12 kekal sebagai tidak dikongsi; dan kerana mereka adalah dua atom iodin, 6 mesti dibahagikan kepada salah satu daripada mereka (elektron valensi mereka). Dalam molekul ini, hanya struktur ini adalah mungkin, yang geometrinya adalah linear.

Ammonia

Apakah struktur Lewis untuk molekul ammonia? Oleh kerana nitrogen adalah dari kumpulan VA ia mempunyai lima elektron valens, dan kemudian:

D = 1 × 5 (satu atom nitrogen) + 1 × 3 (tiga atom hidrogen) = 8 elektron

N = 8 × 1 + 2 × 3 = 14 elektron

C = 14 - 8 = 6 elektron

C / 2 = 3 pautan

Kali ini formula berjaya dengan bilangan pautan (tiga pautan hijau). Sebanyak 8 elektron yang ada 6 mengambil bahagian dalam pautan tersebut, terdapat pasangan tidak berkongsi yang terletak di atas atom nitrogen.

Struktur ini mengatakan segala yang perlu diketahui tentang asas ammonia. Mengaplikasikan pengetahuan tentang TEV dan TRPEV, disimpulkan bahawa geometri adalah tetrahedral yang diputarbelitkan oleh pasangan bebas nitrogen dan bahawa hibridisasi ini oleh itu sp³.

C₂H₆O

Formula sepadan dengan sebatian organik. Sebelum menggunakan formula, harus diingat bahawa hidrogen membentuk ikatan tunggal, dua oksigen, empat karbon dan strukturnya mestilah sebagai simetris yang mungkin. Prosiding sebagai contoh terdahulu, kami mempunyai:

D = 6 × 1 (enam atom hidrogen) + 6 × 1 (satu atom oksigen) + 4 × 2 (dua atom karbon) = 20 elektron

N = 6 × 2 (enam atom hidrogen) + 8 × 1 (satu atom oksigen) + 8 × 2 (dua atom karbon) = 36 elektron

C = 36 - 20 = 16 elektron

C / 2 = 8 pautan

Bilangan jalur hijau sesuai dengan 8 pautan dihitung. Struktur Lewis yang dicadangkan ialah CH ethanol₃CH₂OH. Walau bagaimanapun, ia juga betul untuk mencadangkan struktur dimetil eter CH₃OCH₃, yang lebih simetris.

Mana antara kedua yang "lebih" betul? Kedua-duanya adalah sama, kerana struktur muncul sebagai isomer struktur dari rumus molekul yang sama C₂H₆O.

Permanganat Ion

Keadaan ini rumit apabila ia diinginkan untuk membuat struktur Lewis untuk sebatian logam peralihan. Mangan tergolong dalam kumpulan VIIB; juga, elektron caj negatif mesti ditambah di antara elektron yang tersedia. Memohon formula yang anda ada:

D = 7 × 1 (satu atom mangan) + 6 × 4 (empat atom oksigen) + 1 elektron setiap caj = 32 elektron

N = 8 × 1 + 8 × 4 = 40 elektron

C = 40 - 32 = 8 elektron berkongsi

C / 2 = 4 pautan

Walau bagaimanapun, logam peralihan boleh mempunyai lebih daripada lapan elektron valens. Juga, untuk ion MnO₄^- mempamerkan caj negatif yang diperlukan untuk mengurangkan caj rasmi atom oksigen. Bagaimana? Melalui ikatan berganda.

Jika semua pautan MnO₄^- adalah mudah, caj rasmi oxygens akan sama dengan -1. Oleh kerana terdapat empat, caj yang dihasilkan akan menjadi -4 untuk anion, yang jelas tidak benar. Apabila bon berganda terbentuk, ia dijamin bahawa oksigen tunggal mempunyai caj formal yang negatif, yang ditunjukkan dalam ion.

Dalam ion permanganat ia dapat dilihat bahawa terdapat resonans. Ini bermakna bahawa satu-satunya ikatan sederhana Mn-O diasingkan di antara empat atom O..

Ion dikromat

Akhir sekali, kes yang sama berlaku dengan ion dikromat (Cr₂O₇). Chromium tergolong dalam kumpulan VIB, jadi ia mempunyai enam elektron valens. Menggunakan formula sekali lagi:

D = 6 × 2 (dua atom kromium) + 6 × 7 (tujuh atom oksigen) + 2 elektron setiap caj divalen = 56 elektron

N = 8 × 2 + 8 × 7 = 72 elektron

C = 72 - 56 = 16 elektron berkongsi