Keemia: Lewise struktuuride joonistamine

Lewise struktuuride joonistamine

Keemia

  • Sidumine ja struktuur kovalentsetes ühendites
  • Kovalentsed ühendid muutuvad saladuslikuks
  • Hübriidorbaalide mõistatus ja ime
  • Lewise struktuuride joonistamine
  • Resonantsstruktuurid
  • Valence Shelli elektronide paari tõrjumise teooria (VSEPR)

Siiani oleme määranud hübriidorbitaalide tüübid, uurides iga uuritava molekuli pilte. Paratamatult on teie käes aeg teha mõned omaenda molekulaarsed skeemid. Need skeemid, nn Lewise struktuurid , näitavad kovalentselt seotud molekulis kõiki valentselektrone ja aatomeid.



Kui olete varem Lewise struktuuridega kokku puutunud, võib teil olla ekslik idee, et neid on raske joonistada. Selle põhjus on lihtne: seda on õpetajatele keeruline selgitada ja raamatutel ei lähe tavaliselt palju paremini. Õnneks on mul lollikindel meetod, mis võib muuta kellestki Lewise struktuuri kuninga või kuninganna.

Mutt ütleb

Lewise struktuurid (nime saanud keemiateoreetik Gilbert Newton Lewis) on pildid, mis näitavad kõiki valentselektrone ja aatomeid kovalentselt seotud molekulis.

Järgige neid samme.

Samm 1

ruutjuur ühest

Loendage molekulis valentselektronide koguarv.

Näiteks kasutame süsiniktetrakloriidi CCl4. Üks süsinikuaatom sisaldab nelja valentselektroni ja igaüks neljast klooriaatomist sisaldab seitset valentselektroni. Seetõttu on selle molekuli valentselektronide arv 4 + (4 7) = 32.

Mõnikord peate leidma polüatoomse iooni Lewise struktuuri. Selleks lahutage ioonlaeng valentselektronide arvust. Näiteks NH4+sellel on üks valentselektron vähem kui lämmastikul ja neljal vesinikul, kuna sellel on +1 laeng.

2. samm

Loendage molekulis oktetti elektronide koguarv.

Mõistet „oktettide elektronide arv” ei leia ühestki õpikust, sest minu teada mõtlesin selle välja. „Oktettelektronide” arv on võrdne valentselektronide arvuga, mis on igal aatomil, kui neil on lähima väärisgaasiga sama elektronkonfiguratsioon (oktetireegel). Aatomite soovitud oktettelektronide arvu saab tavaliselt määrata järgmiste reeglite järgi:

  • Vesinik soovib kahte oktettelektroni.
  • Boor soovib neutraalsete molekulide jaoks kuut oktetti elektroni ja laenguga molekulide jaoks kaheksat.
  • Kõik teised aatomid tahavad kaheksat oktet elektroni.
Halvad reaktsioonid

Kui leiate, et teil on murdosa võlakirju, olete varasemas etapis teinud vea. Minge tagasi algusesse ja kontrollige oma tööd!

Brasiilia maailmakaardil

Meie näites soovib süsinik kaheksat oktettelektroni ja igaüks neljast klooriaatomist ka kaheksat oktettelektroni. Molekuli oktettelektronide koguarv on siis võrdne 8 + (4 8) = 40.

Joonis 10.8 Vaadake, Lewise struktuurid pole ju nii rasked!

3. samm

Mutt ütleb

Kui asetate kõigi aatomite vahele üksiksidemed ja neid on veel üle jäänud, peate võib-olla alustama topelt- või kolmiksidemete sisestamist. Selles pole midagi halba? Veenduge, et kõik aatomid oleksid õige hulga sidemetega, kui olete valmis!

Lahutades valentselektronide arvu oktettelektronide arvust leiame elektronide arvu, mis on seotud sidumisega.

Meie näites 40 - 32 = 8 siduvat elektroni.

Teil on probleeme

1. ülesanne: joonistage Lewise struktuurid järgmiste molekulide või polüatoomiliste ioonide jaoks:
a) NH3
b) SiO2
c) OH-1

4. samm

kolme stuubi elulugu

Sidemete arvu leidmiseks jagage siduvate elektronide arv kahega.

Kuna igas kovalentses sidemes on kaks jagatud elektroni, saab keemiliste sidemete arvu leidmiseks kasutada siduvate elektronide jagamist kahega. Meie näites 8/2 = 4 võlakirja.

5. samm

Paigutage aatomid nii, et molekulil oleks sama arv kovalentseid sidemeid, nagu leidsite 4. etapis.

kesk-Ameerika kaart

Selles etapis on ahvatlev lihtsalt juhuslikult kleepida aatomid ja sidemed kõikjale, kus võimalik, kuni kõik on kinni. Kahjuks annab juhuslikkus harva õige vastuse, seega vajame välja aitamiseks mõningaid reegleid.

  • Aatom, mida ühendis on kõige vähem, on tavaliselt molekuli keskel. Meie näites võime eeldada, et süsinik on tõenäoliselt molekuli keskel.
  • Vesinik ja halogeenid seonduvad üks kord.
  • Hapniku perekond seondub laenguta molekulides kaks korda ja polüatoomilistes ioonides üks, kaks või kolm korda.
  • Lämmastiku perekond seondub laenguta molekulides kolm korda ja polüatoomilistes ioonides kaks, kolm või neli korda.
  • Süsiniku perekond seob tavaliselt neli korda.
  • Boor seondub laenguta molekulides tavaliselt kolm korda ja polüatoomilises ioonis neli korda.

Meie näites CCl4, süsinikuaatomeid on vähem kui klooriaatomitel, seega läheb süsinikuaatom molekuli keskele, mille ümber on paigutatud neli klooriaatomit. Süsiniku ja iga kloori aatomi vahel on üks keemiline side, kokku neli. Selles struktuuris järgivad nii süsinik kui ka kloor reegleid, kui palju sidemeid igaüks soovib.

6. samm

Lisage igale aatomile üksikud elektronipaarid, kuni iga aatom on ümbritsetud elektronide arvuga, mida me 2. etapis soovisime.

Vaatame süsinikuaatomit meie diagrammil. Neli sidet selle ümber sisaldavad kaheksat elektroni. Kuna süsinik soovib kaheksat elektroni, ei vaja see üksikuid paare.

Igal klooril on seevastu ainult üks side kokku kahe elektroniga. Kuna kloor soovib kaheksat elektroni, tuleb mõlemale lisada kolm paari. CCl4 lõpetatud Lewise struktuur on näidatud järgmisel joonisel:

7. samm

Kontrollige, kas mõnel molekuli aatomil on positiivne või negatiivne laeng.

kuulsad laused filmidest

Lisage üksikute elektronide arv molekuli iga aatomi sidemete arvule. Selle laengu arvutamiseks lahutage see arv valentsielektronide arvust, mida aatomil eeldatavasti on (mille olete juba 1. etapis välja mõelnud). Kui olete määranud aatomi laengu, kirjutage see selle aatomi aatomsümboli juurde.

Meie näites CCl4, süsinikul on selle ümber neli sidet. Kuna sellel on tavaliselt neli valentselektroni, pole süsinikul laengut (4 - 4 = 0). Kuna igal klooril on selles diagrammil üks side ja kuus üksikpaari elektroni (1 + 6 = 7) ja seitse valentselektroni, pole sellel ka laengut.

Katkend Ian Guchi raamatust 'The Complete Idiot's Guide to Chemistry 2003'. Kõik õigused on kaitstud, sealhulgas reprodutseerimise õigus täielikult või osaliselt mis tahes kujul. Kasutatakse kokkuleppel Alfa raamatud , Penguin Group (USA) Inc. liige

Selle raamatu tellimiseks otse kirjastajalt külastage Penguin USA veebisaiti või helistage numbril 1-800-253-6476. Selle raamatu saate osta ka aadressilt Amazon.com ja Barnes & Noble .