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Le strutture di Lewis sono rappresentazioni semplificate dei legami chimici tra gli atomi. Scrivere le strutture di Lewis per composti neutri, come etene o ammoniaca, o per ioni poliatomici, come idronio o fosfato, implica la seguente sequenza di passaggi:Innanzitutto, calcoliamo il numero totale di elettroni di valenza nella molecola. Considerate l'etene, per esempio.
Ogni atomo di carbonio ha 4 elettroni di valenza, e ogni atomo di idrogeno ha 1 elettrone di valenza;con 2 atomi di carbonio e 4 di idrogeno, l'etene ha un totale di 12 elettroni di valenza. Quindi, si disegni la struttura scheletrica della molecola. Generalmente, il primo atomo nella formula chimica o l'atomo meno elettronegativo, è posizionato centralmente.
Questo atomo è anche detto atomo centrale e deve essere in grado di formare almeno due legami. Atomi di idrogeno o atomi più elettronegativi, sono posizionati all'estremità attorno all'atomo centrale. Qui, gli atomi di carbonio occupano le posizioni centrali con atomi di idrogeno che li circondano.
Il passaggio successivo è il completamento dell'ottetto. Innanzitutto, posizioniamo una coppia di elettroni ogni due atomi, per rappresentare le coppie di legame. Gli elettroni rimanenti sono distribuiti come coppie solitarie agli atomi terminali e centrali, per soddisfare le configurazioni del duetto o dell'ottetto.
In questo caso, poiché l'idrogeno ha raggiunto un duetto, gli elettroni rimanenti vengono trasferiti agli atomi di carbonio. Ora, utilizziamo le coppie solitarie per formare più legami fra gli atomi che mancano di un ottetto. Nell'etene, gli atomi di carbonio non hanno ancora raggiunto un ottetto.
Pertanto, la coppia solitaria viene spostata nella regione del legame per formare un doppio legame che consenta a tutti gli atomi di raggiungere una configurazione elettronica stabile. Per scrivere la struttura di Lewis per gli ioni poliatomici carichi come l'idronio o il fosfato, viene seguito lo stesso approccio, con una modifica per sistemare la carica ionica. Per disegnare la struttura di Lewis dell'idronio, prima si calcoli il numero di elettroni di valenza sullo ione.
Poiché lo ione idronio ha una carica positiva, si rimuova un elettrone dagli elettroni di valenza totali, riducendo il conteggio a 8. Successivamente, si illustri la molecola dalla sua struttura scheletrica. Ora si posizioni una coppia di elettroni fra ogni atomo, seguita dalla coppia di elettroni solitaria sull'atomo centrale.
In questo modo, gli atomi di ossigeno idrogenato soddisfano rispettivamente il duetto e l'ottetto. Infine, si scriva la struttura di Lewis fra parentesi con una carica positiva nell'angolo in alto a destra.
Per disegnare strutture di Lewis per molecole complicate e ioni molecolari, è utile seguire una procedura passo-passo come delineato:
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