형식전하
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어떤 경우에는 분자와 다원자 이온에 대한 겉보기에 하나 이상의 유효한 루이스 구조가 있습니다. 공식적인 요금의 개념은 하나 이상의 합리적인 구조가 있을 때 가장 적합한 루이스 구조를 예측하는 데 사용할 수 있습니다.
공식 요금 계산
분자내 원자의 공식적인 전하는 결합의 전자가 원자 사이에 균등하게 분배되는 경우 원자가 가질 가설 전하이다. 대안적으로, 중성 원자의 원자 전자의 수로부터, 비결합 전자가 먼저 감소되고, 루이스 구조에서 그 원자에 연결된 결합의 수의 뺄셈이 선행될 때 공식적인 전하 결과가 발생한다.
따라서, 공식적인 요금은 다음과 같이 계산됩니다.
정식 충전 계산은 전체 구조에 대한 공식 요금의 합계를 결정하여 다시 검사 할 수 있습니다. 분자에 있는 모든 원자의 공식적인 충전의 합계는 0이어야 합니다; 이온의 공식 요금합계는 이온의 요금과 같아야 합니다. 원자에 대해 계산된 공식적인 충전은 분자의 원자의 실제 전하가 아니라는 것을 기억하십시오. 정식 요금은 유용한 부기 절차일 뿐입니다. 실제 요금이 있음을 나타내지 않습니다.
루이스 구조물에서 공식적인 요금 계산
다음 단계는 인터로겐 이온 ICl4–각 원자에 공식 요금을 할당하기 위해 다음과 같습니다.
1단계. 모든 I-Cl 결합에 대해 결합 전자 쌍을 균등하게 나눕니다.
2단계. 원자에 전자의 외로운 쌍을 할당합니다. 각 염소 원자에는 이제 7개의 전자가 할당되고 요오드 원자에는 8개가 있습니다.
3단계. 중립 원자에 대한 원자 전자의 수에서이 숫자를 빼세요 :
요오드: 7 – 8 = -1
염소: 7 – 7 = 0
모든 원자의 공식 요금합계는 -1이며, 이는 이온(-1)의 전하와 동일합니다.
분자 구조를 예측하기 위해 공식적인 충전을 사용
분자 또는 이온에 있는 원자의 배열은 그것의 분자 구조에게 불립니다. 많은 경우에, 루이스 구조물을 쓰기 위한 단계를 따르는 것은 둘 이상의 가능한 분자 구조로 이끌어 낼 수 있습니다 – 다중 다른 결합 및 외로운 쌍 전자 배치 또는 원자의 다른 배열, 예를 들면. 공식적인 충전과 관련된 몇 가지 지침은 특정 분자 또는 이온에 대해 가능한 구조 중 어느 것이 가장 가능성이 있는지 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 모든 공식적인 요금이 0인 분자 구조는 일부 공식적인 요금이 0이 아닌 분자 구조보다 바람직합니다.
- Lewis 구조에 형식 요금이 0이 아닌 경우 가장 작은 비제로 공식 요금으로 배열하는 것이 좋습니다.
- 루이스 구조는 인접한 공식 요금이 0또는 반대 기호의 경우 바람직합니다.
- 공식적인 배전의 유사한 분포를 가진 여러 Lewis 구조물에서 선택할 때, 더 많은 전기 음량 원자에 대한 부정적인 공식적인 요금을 가진 구조는 바람직하다.
이 지침이 적용되는 방법을 보려면 이산화탄소, CO2에대한 몇 가지 가능한 구조를 고려하십시오. 덜 전기 음의 원자는 일반적으로 중앙 위치를 차지하지만 공식적인 요금은 이것이 발생하는 이유를 이해하는 데 도움이됩니다. 구조에 대한 세 가지 가능성을 그릴 수 있습니다 : 두 개의 이중 결합중앙의 탄소, 단일 및 트리플 결합을 가진 중앙의 탄소, 이중 결합이있는 중앙의 산소.
세 개의 공식적인 요금을 비교할 때, 왼쪽의 구조는 공식적인 요금이 0이기 때문에 바람직하다고 식별될 수 있다.
또 다른 예로, 이온, 탄소 원자, 질소 원자 및 유황 원자에서 형성된 이온은 NCS-, CNS-또는 CSN-의 세 가지 분자 구조를 가질 수 있습니다. 이러한 분자 구조의 각각에 존재하는 공식적인 요금은 원자의 가장 가능성이 배열을 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다. 가능한 루이스 구조와 티오샤네이트 이온에 대한 세 가지 가능한 구조각각에 대한 공식적인 요금은 이중 결합이있는 중앙의 탄소, 이중 결합이있는 중앙의 질소 및 이중 결합이있는 중앙의 황입니다.
각 경우 의 공식 요금합계는 이온(-1)의 요금과 동일합니다. 그러나, 중앙에 탄소와 원자의 첫 번째 배열은 비 제로 공식 요금과 원자의 가장 낮은 수를 가지고 있기 때문에 바람직하다. 또한, 더 많은 전기 음수 요소에 가장 적은 전기 음성 원자를 배치하고 음전하를 더 많이 배치합니다.