Lewisova štruktúra je grafickým znázornením distribúcie elektrónov okolo atómov. Dôvodom naučenia sa kresliť Lewisove štruktúry je predpovedať počet a typ väzieb, ktoré sa môžu tvoriť okolo atómu. Lewisova štruktúra tiež pomáha predpovedať geometriu molekuly.
Študenti chémie sú modelmi často zmätení, ale kreslenie Lewisových štruktúr môže byť priamym procesom, ak sa dodržia správne kroky. Uvedomte si, že existuje niekoľko rôznych stratégií na konštrukciu Lewisových štruktúr. Tieto pokyny načrtávajú Kelterovu stratégiu Lewisove štruktúry pre molekuly.
Krok 1: Nájdite celkový počet valenčných elektrónov
V tomto kroku spočítajte celkový počet valenčných elektrónov zo všetkých atómov v molekule.
Krok 2: Nájdite počet elektrónov potrebných na to, aby boli atómy „šťastné“.
Atóm sa považuje za „šťastný“, keď je vonkajší obal elektrónov je vyplnený. Prvky do štvrtého obdobia periodickej tabuľky potrebujú osem elektrónov, aby vyplnili svoje vonkajšie elektrónové puzdro. Táto vlastnosť sa často nazýva „oktetové pravidlo".
Krok 3: Stanovte počet dlhopisov v molekule
Vytvárajú sa kovalentné väzby keď jeden elektrón z každého atómu tvorí pár elektrónov. Krok 2 hovorí, koľko elektrónov je potrebných a krok 1 je, koľko elektrónov máte. Odčítaním čísla v kroku 1 od čísla v kroku 2 získate počet elektrónov potrebných na dokončenie oktetov. každý vytvorená väzba vyžaduje dva elektróny, takže počet väzieb je polovičným počtom potrebných elektrónov alebo:
(Krok 2 - Krok 1) / 2
Krok 4: Vyberte centrálny atóm
centrálny atóm molekuly je zvyčajne najmenšia elektronegativní atóm alebo atóm s najvyššou valenciou. Ak chcete nájsť elektronegativitu, buď sa spoliehajte na trendy periodickej tabuľky, alebo si pozrite tabuľku, v ktorej sú uvedené hodnoty elektronegativity. Elektronegativita klesá pohybom nadol v periodickej tabuľke a zvyšuje pohyb zľava doprava v priebehu periódy. Atómy vodíka a halogénu majú tendenciu sa objavovať na vonkajšej strane molekuly a sú zriedka centrálnym atómom.
Krok 5: Nakreslite kostrovú štruktúru
Atómy spojte s centrálnym atómom priamou čiarou, ktorá predstavuje väzbu medzi týmito dvoma atómami. Centrálny atóm môže mať až štyri ďalšie atómy spojené.
Krok 6: Umiestnite elektróny okolo atómov
Dokončite oktety okolo každého z vonkajších atómov. Ak nie je dostatok elektrónov na dokončenie oktetov, kostra z kroku 5 je nesprávna. Skúste iné usporiadanie. Spočiatku to môže vyžadovať určité pokusy a chyby. Keď získate skúsenosti, bude ľahšie predpovedať kostrové štruktúry.
Krok 7: Zostávajúce elektróny umiestnite okolo centrálneho atómu
Doplňte oktet pre stredný atóm zvyšnými elektrónmi. Ak z kroku 3 zostali nejaké väzby, vytvorte dvojité väzby s osamelé páry na vonkajších atómoch. Dvojitá väzba je predstavovaná dvoma plnými čiarami nakreslenými medzi párom atómov. Ak je na centrálnom atóme viac ako osem elektrónov a atóm nie je jedným z atómov výnimky z pravidla oktetu, počet valenčných atómov v kroku 1 sa mohol spočítať nesprávne. Týmto sa dokončí Lewis dot štruktúra molekuly.
Lewis Structures Vs. Real Molecules
zatiaľ čo Lewisove štruktúry sú užitočné - najmä ak sa učíte o valencii, oxidačných stavoch a väzbách - existuje veľa výnimiek z pravidiel v skutočnom svete. Atómy sa snažia napĺňať alebo napĺňať ich valenčný elektrónový obal. Atómy však môžu vytvárať molekuly, ktoré nie sú ideálne stabilné. V niektorých prípadoch môže centrálny atóm tvoriť viac ako iné atómy s ním spojené.
Počet valenčných elektrónov môže prekročiť osem, najmä pre vyššie atómové čísla. Lewisove štruktúry sú užitočné pre ľahké prvky, ale menej užitočné pre prechodné kovy, ako sú napr lantanoidy a aktinidy. Študenti sú opatrní, aby si zapamätali, že štruktúry Lewis sú cenným nástrojom na učenie sa a predpovedajú správanie atómov v molekulách, sú však nedokonalými zobrazeniami skutočného elektrónu aktivitu.