9.11
Niektóre cząsteczki lub jony wieloatomowe mogą być reprezentowane przez wiele struktur Lewisa, ale jak zdecydować, która z nich jest dominującą strukturą?
Obliczając ładunki formalne atomów, można określić strukturę Lewisa najbliższą rzeczywistej strukturze cząsteczki.
Każdemu atomowi przypisany jest hipotetyczny ładunek zwany ładunkiem formalnym, który byłby ładunkiem atomu, gdyby wszystkie inne atomy w cząsteczce miały tę samą elektroujemność. Zakłada ona, że każdy elektron wiążący jest równo współdzielony przez dwa atomy.
Weźmy pod uwagę chlorowodór. Aby określić ładunek formalny na każdym atomie, najpierw dodaj liczbę elektronów niewiążących do połowy liczby elektronów wiążących, a następnie odejmij uzyskaną wartość od liczby elektronów walencyjnych.
Suma wszystkich ładunków formalnych w cząsteczce lub jonie jest równa ładunkowi netto cząsteczki lub jonu.
Na przykład podtlenek azotu może być reprezentowany przez trzy możliwe struktury Lewisa – jedną z dwoma wiązaniami podwójnymi, jedną z potrójnym wiązaniem między atomami azotu i jedną z potrójnym wiązaniem między azotem a tlenem – wszystkie te cechy spełniają oktet. Najlepszą strukturę Lewisa określa się na podstawie formalnych obliczeń ładunku.
Azot ma pięć elektronów walencyjnych, a tlen ma sześć elektronów walencyjnych. Obliczenia oparte na liczbie elektronów niewiążących i połowie liczby elektronów wiążących dają ładunek formalny dla każdej struktury. Ponieważ podtlenek azotu jest cząsteczką obojętną, suma wszystkich ładunków formalnych musi wynosić zero.
Ogólnie rzecz biorąc, ładunki formalne na poszczególnych atomach w dominującej strukturze Lewisa są najbliższe zeru. W związku z tym można pominąć trzecią strukturę z wyższym zarzutem formalnym.
Dodatkowo, ujemny ładunek formalny, jeśli jest obecny, powinien być przenoszony przez najbardziej elektroujemny atom.
Ponieważ tlen jest bardziej elektroujemny niż azot, druga struktura, z ujemnym ładunkiem formalnym tlenu, jest identyfikowana jako dominująca struktura podtlenku azotu.
Ładunki formalne nie są rzeczywistymi ładunkami cząsteczek czy atomów, ale konwencją księgową. Rzeczywisty ładunek cząsteczki zależy od kilku czynników, w tym od różnicy elektroujemności między atomami składowymi.
W niektórych przypadkach pozornie istnieje więcej niż jedna pasująca struktura Lewisa dla cząsteczek i jonów wieloatomowych. Koncepcję ładunków formal…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.