Hvordan tegne en Lewis-struktur (unntak for oktettregel)

Unntak for oktettregel

Dette er en Lewis-struktur av ICl3. Todd Helmenstine

Lewis-punktstrukturer er nyttige for å forutsi geometrien til et molekyl. Noen ganger følger ikke ett av atomene i molekylet oktettregel for å ordne elektron par rundt et atom. Dette eksemplet bruker trinnene som er skissert iHvordan tegne en Lewis-strukturå tegne en Lewis-struktur av et molekyl der ett atom er et unntak fra oktettregelen .

Gjennomgang av elektrontelling

Det totale antallet elektroner vist i en Lewis-struktur er summen av valenselektronene til hvert atom. Husk: ikke-valenselektroner vises ikke. Når antallet valenselektroner er bestemt, er her listen over trinn som vanligvis følges for å plassere prikkene rundt atomene:

1. Koble atomene sammen med enkle kjemiske bindinger.
2. Antall elektroner som skal plasseres er t-2n , hvor t er det totale antallet elektroner og n er antall enkeltbindinger. Plasser disse elektronene som ensomme par, start med ytre elektroner (foruten hydrogen) til hvert ytre elektron har 8 elektroner. Plasser ensomme par på de fleste elektronegative atomer først.
3. Etter at ensomme par er plassert, kan sentrale atomer mangle en oktett. Disse atomene danner en dobbeltbinding. Flytt et ensomt par for å danne den andre bindingen.
   Spørsmål:
   Tegn Lewis-strukturen til molekylet med molekylformel ICl₃.
   Løsning:
   Trinn 1: Finn det totale antallet valenselektroner.
   Jod har 7 valenselektroner
   Klor har 7 valenselektroner
   Totale valenselektroner = 1 jod (7) + 3 klor (3 x 7)
   Totale valenselektroner = 7 + 21
   Totale valenselektroner = 28
   Trinn 2: Finn antall elektroner som trengs for å gjøre atomene 'glade'
   Jod trenger 8 valenselektroner
   Klor trenger 8 valenselektroner
   Totale valenselektroner for å være 'glade' = 1 jod (8) + 3 klor (3 x 8)
   Totale valenselektroner som skal være 'glade' = 8 + 24
   Totale valenselektroner som skal være 'lykkelige' = 32
   Trinn 3: Bestem antall bindinger i molekylet.
   antall obligasjoner = (Trinn 2 - Trinn 1)/2
   antall obligasjoner = (32 - 28)/2
   antall obligasjoner = 4/2
   antall obligasjoner = 2
   Dette er hvordan identifisere et unntak fra oktettregelen . Det er ikke nok bindinger for antall atomer i molekylet. ICl₃bør ha tre bindinger for å binde de fire atomene sammen. Trinn 4: Velg et sentralt atom.
   Halogener er ofte de ytre atomene til et molekyl. I dette tilfellet er alle atomene halogener. Jod er minst elektronegativ av de to elementene. Bruk jod som senteratom .
   Trinn 5: Tegn en skjelettstruktur .
   Siden vi ikke har nok bindinger for å koble alle fire atomene sammen, koble det sentrale atomet til de tre andre med tre enkeltbindinger .
   Trinn 6: Plasser elektroner rundt ytre atomer.
   Fullfør oktettene rundt kloratomene. Hvert klor bør få seks elektroner for å fullføre sine oktetter.
   Trinn 7: Plasser gjenværende elektroner rundt det sentrale atomet.
   Plasser de resterende fire elektronene rundt jodatomet for å fullføre strukturen. Den ferdige strukturen vises i begynnelsen av eksemplet.

Begrensninger for Lewis-strukturer

Lewis-strukturer kom først i bruk tidlig på det tjuende århundre da kjemisk binding var dårlig forstått. Elektronpunktdiagrammer hjelper til med å illustrere elektronisk struktur av molekyler og kjemisk reaktivitet. Bruken av dem er fortsatt populær blant kjemilærere som introduserer valensbindingsmodellen for kjemiske bindinger, og de brukes ofte i organisk kjemi, der valensbindingsmodellen stort sett er passende.

Imidlertid, innen uorganisk kjemi og organometallisk kjemi, er delokaliserte molekylære orbitaler vanlige og Lewis-strukturer forutsier ikke atferd nøyaktig. Selv om det er mulig å tegne en Lewis-struktur for et molekyl som empirisk er kjent for å inneholde uparrede elektroner, fører bruk av slike strukturer til feil i estimering av bindingslengde, magnetiske egenskaper og aromatisitet. Eksempler på disse molekylene inkluderer molekylært oksygen (O_to), nitrogenoksid (NO) og klordioksid (ClO_to).

Mens Lewis-strukturer har en viss verdi, anbefales leseren valensbindingsteori og molekylær orbital teori gjøre en bedre jobb med å beskrive oppførselen til valensskallelektroner.

Kilder

• Lever, A.B.P. (1972). 'Lewis-strukturer og oktettregelen. En automatisk prosedyre for å skrive kanoniske former.' J. Chem. Educ . 49 (12): 819. doi: 10.1021/ed049p819
• Lewis, G.N. (1916). 'Atomet og molekylet.' J. Am. Chem. Soc . 38 (4): 762–85. gjør jeg: 10.1021/ja02261a002
• Miessler, G.L.; Tarr, D.A. (2003). Uorganisk kjemi (2. utgave). Pearson Prentice – Hall. ISBN 0-13-035471-6.
• Zumdahl, S. (2005). Kjemiske prinsipper . Houghton-Mifflin. ISBN 0-618-37206-7.