Structura lui Lewis
Structura Lewis , sau formula Lewis , este un mod de reprezentare a atomilor , moleculelor sau ionilor conceput de chimistul Gilbert Lewis , bazat pe regula octetului . [1] Constă dintr-un desen bidimensional în care fiecare atom este reprezentat de simbolul său chimic , înconjurat de puncte care îi reprezintă electronii de valență . Electronii neperecheați sunt reprezentați de un singur punct, dubletele de electroni de o pereche de puncte (uneori, pentru o mai mare claritate, printr-o liniuță). Electronii care participă la o legătură covalentă sunt aranjați între simbolurile celor doi atomi care formează legătura: o legătură simplă este reprezentată de o pereche de puncte, o legătură dublă de două perechi de puncte, o legătură triplă de trei perechi de puncte. Alături de simbolurile atomilor este indicată, dacă este diferită de zero, sarcina lor formală . Pentru a reprezenta un dublet de electroni, se poate folosi o cratimă în locul unei perechi de puncte. [2]
Construcția structurii
Este posibil să desenați o structură Lewis pentru o moleculă cu următoarea schemă:
- se numără electronii de valență ai fiecărui atom prezenți în formula brută;
- împărțiți numărul de electroni la doi obținând astfel numărul de perechi electronice care vor fi plasate în structură;
- este construit un "schelet" care conține numai legături σ, având grijă să aranjeze orice atom de hidrogen în poziții terminale;
- după scăderea din total a numărului de perechi utilizate pentru a forma legăturile σ, aranjați perechile rămase în așa fel încât să satisfaceți regula octetului, de exemplu folosindu-le ca perechi solitare sau ca legături multiple;
- se verifică faptul că numărul și modulul sarcinilor formale sunt cât mai mici posibil și, în plus, sarcinile formale pozitive nu se găsesc pe elementele electronegative .
Exemple
Dioxid de carbon , CO 2
Numărul de electroni de valență prezenți în moleculă este 4 + 6 + 6 = 16 și deci 8 perechi. Scheletul moleculei este construit prin conectarea celor doi atomi de oxigen la atomul de carbon, OCO, folosind astfel două perechi; restul de șase sunt poziționate astfel încât să completeze octetul pe cei mai electronegativi atomi de oxigen. Deoarece procedând în acest fel, atomul de carbon ar avea doar 4 electroni, deplasează o pereche de electroni din fiecare atom de oxigen pentru a forma cele două legături duble ale O = C = O.
Monoxid de azot , NU
Numărul de electroni de valență prezenți în moleculă este 5 + 6 = 11, prin urmare există 5 perechi și un electron nepereche . Cei doi atomi sunt legați folosind o pereche, dintre restul de 4, 3 sunt așezați pe oxigenul cel mai electronegativ și unul pe azot, deoarece oxigenul a completat astfel octetul electronul nepereche se așează pe azot. Atomul de azot se găsește cu 7 electroni în coaja sa de valență și are o sarcină formală egală cu +1 în timp ce oxigenul are o sarcină formală -1, pentru a elimina aceste sarcini se formează o legătură dublă obținând · N = O.
Acid ortofosforic , H 3 PO 4
Molecula are 3 + 5 + 4 6 = 32 electroni, 16 perechi. Scheletul moleculei este construit prin poziționarea atomului de fosfor în centru, legat individual de patru atomi de oxigen cu patru legături simple, atomii de hidrogen sunt dispuși în poziție terminală pe trei oxigeni. În acest fel au fost utilizate 7 perechi, restul de 9 sunt utilizate pentru a completa octetul atomilor de oxigen. Observând sarcinile formale vedem că P are +1 și oxigen fără atom de hidrogen -1, se formează dubla legătură P = O și se obține structura finală.
Excepții de la regula octetului
Patru categorii scapă de regula octetului:
- Elementele din prima perioadă: hidrogen și heliu , pentru acești doi electroni sunt suficienți (ajung în duet).
- Specii cu electroni impari, de exemplu NU.
- Acizi Lewis , de exemplu: BCl 3 sau AlF 3 , care nu ajung la octet.
- Se spune despre complexe , compuși organometalici sau compuși precum PCl 5 sau SCl 6 , care fiind capabili să exploateze orbitali d disponibili, posedând „octet expandat”.
Notă
- ^ Gilbert N. Lewis, The Atom and the Molecule , în Journal of the American Chemical Society , vol. 38, nr. 4, 1916, pp. 762-785.
- ^(RO) IUPAC Gold Book, „Formula Lewis (punct de electron sau structură Lewis)”
Bibliografie
- RH Petrucci, WS Harwood, FG Herring, Chimie generală - Principii și aplicații moderne , ediția a VIII-a, Piccin.
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe structura Lewis
linkuri externe
- ( EN ) Lewis Structure , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
