Charge formelle

Certaines molécules ou ions polyatomiques peuvent être représentés par plusieurs structures de Lewis, mais comment décider laquelle est la structure dominante? En calculant les charges formelles des atomes, la structure de Lewis la plus proche de la structure réelle de la molécule peut être déterminée. On attribue à chaque atome une charge hypothétique appelée charge formelle, qui serait la charge sur l'atome si tous les autres atomes de la molécule avaient la même électronégativité.

Il suppose que chaque électron de liaison est également partagé par les deux atomes. Considérez le chlorure d'hydrogène. Pour déterminer la charge formelle sur chaque atome, ajoutez d'abord le nombre d'électrons non liés à la moitié du nombre d'électrons de liaison, puis soustrayez la valeur obtenue du nombre d'électrons de valence.

Un agrégat de toutes les charges formelles dans une molécule ou un ion est égal à la charge nette de la molécule ou de l'ion. Par exemple, l'oxyde nitreux peut être représenté par trois structures de Lewis possibles-une avec deux doubles liaisons, une avec une triple liaison entre les atomes d'azote, et une avec une triple liaison entre l'azote et l'oxygène tout ce qui satisfait l'octet. La meilleure structure de Lewis est identifiée par des calculs de charge formels.

L'azote a cinq électrons de valence, et l'oxygène a six électrons de valence. Le calcul basé sur le nombre d'électrons non liés et la moitié du nombre d'électrons de liaison donne la charge formelle pour chaque structure. Parce que l'oxyde nitreux est une molécule neutre, la somme de toutes les charges formelles doit être nulle.

Généralement, les charges formelles sur les atomes individuels dans une structure de Lewis dominante sont les plus proches de zéro. Par conséquent, la troisième structure avec une charge formelle plus élevée peut être ignorée. De plus, une charge formelle négative, si elle est présente, devrait être portée par l'atome le plus électronégatif.

Puisque l'oxygène est plus électronégatif que l'azote, la deuxième structure, avec la charge formelle négative sur l'oxygène, est identifiée comme la principale structure de l'oxyde nitreux. Les charges formelles ne sont pas les charges réelles des molécules ou des atomes, mais une convention de comptabilité. La charge réelle de la molécule dépend de plusieurs facteurs, y compris la différence d'électronégativité entre les atomes constitutifs.