Eine Lewis-Struktur ist eine grafische Darstellung der Elektronenverteilung um Atome. Der Grund für das Lernen, Lewis-Strukturen zu zeichnen, besteht darin, die Anzahl und Art der Bindungen vorherzusagen, die um ein Atom gebildet werden können. Eine Lewis-Struktur hilft auch bei der Vorhersage der Geometrie eines Moleküls.
Chemiestudenten sind oft verwirrt von den Modellen, aber das Zeichnen von Lewis-Strukturen kann ein unkomplizierter Prozess sein, wenn die richtigen Schritte befolgt werden. Beachten Sie, dass es verschiedene Strategien zum Aufbau von Lewis-Strukturen gibt. Diese Anweisungen beschreiben die zu zeichnende Kelter-Strategie Lewis-Strukturen für Moleküle.
Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen
Addieren Sie in diesem Schritt die Gesamtzahl der Valenzelektronen aller Atome im Molekül.
Schritt 2: Finden Sie die Anzahl der Elektronen, die benötigt werden, um die Atome "glücklich" zu machen.
Ein Atom gilt als "glücklich", wenn es ist äußere Elektronenhülle ist gefüllt
. Elemente bis zur vierten Periode des Periodensystems benötigen acht Elektronen, um ihre äußere Elektronenhülle zu füllen. Diese Eigenschaft wird oft als "Oktettregel".Schritt 3: Bestimmen Sie die Anzahl der Bindungen im Molekül
Es entstehen kovalente Bindungen wenn ein Elektron von jedem Atom ein Elektronenpaar bildet. Schritt 2 gibt an, wie viele Elektronen benötigt werden, und Schritt 1 gibt an, wie viele Elektronen Sie haben. Wenn Sie die Zahl in Schritt 1 von der Zahl in Schritt 2 subtrahieren, erhalten Sie die Anzahl der Elektronen, die zur Vervollständigung der Oktette benötigt werden. Jeder Bindung gebildet erfordert zwei ElektronenDie Anzahl der Bindungen ist also halb so hoch wie die Anzahl der benötigten Elektronen, oder:
(Schritt 2 - Schritt 1) / 2
Schritt 4: Wählen Sie ein zentrales Atom
Das Zentralatom eines Moleküls ist normalerweise das geringste elektronegativ Atom oder das Atom mit der höchsten Wertigkeit. Um die Elektronegativität zu ermitteln, stützen Sie sich entweder auf Periodensystemtrends oder konsultieren Sie eine Tabelle, in der die Elektronegativitätswerte aufgeführt sind. Die Elektronegativität nimmt ab, wenn eine Gruppe im Periodensystem nach unten bewegt wird, und nimmt über einen Zeitraum von links nach rechts zu. Wasserstoff- und Halogenatome treten in der Regel außerhalb des Moleküls auf und sind selten das Zentralatom.
Schritt 5: Zeichnen Sie eine Skelettstruktur
Verbinden Sie die Atome mit dem Zentralatom mit einer geraden Linie, die eine Bindung zwischen den beiden Atomen darstellt. Mit dem Zentralatom können bis zu vier weitere Atome verbunden sein.
Schritt 6: Platzieren Sie Elektronen um Atome außerhalb
Vervollständige die Oktette um jedes der äußeren Atome. Wenn nicht genügend Elektronen vorhanden sind, um die Oktette zu vervollständigen, ist die Skelettstruktur aus Schritt 5 falsch. Versuchen Sie es mit einer anderen Anordnung. Dies kann zunächst einige Versuche und Irrtümer erfordern. Mit zunehmender Erfahrung wird es einfacher, Skelettstrukturen vorherzusagen.
Schritt 7: Platzieren Sie die verbleibenden Elektronen um das Zentralatom
Vervollständigen Sie das Oktett für das Zentralatom mit den verbleibenden Elektronen. Wenn aus Schritt 3 noch Bindungen übrig sind, erstellen Sie Doppelbindungen mit einsame Paare an äußeren Atomen. Eine Doppelbindung wird durch zwei durchgezogene Linien dargestellt, die zwischen einem Atompaar gezogen werden. Wenn sich mehr als acht Elektronen am Zentralatom befinden und das Atom nicht eines der ist Ausnahmen von der OktettregelDie Anzahl der Valenzatome in Schritt 1 wurde möglicherweise falsch gezählt. Dies wird die Lewis Punkt Struktur für das Molekül.
Lewis Structures Vs. Echte Moleküle
Während Lewis-Strukturen sind nützlich - insbesondere wenn Sie etwas über Valenz, Oxidationsstufen und Bindung lernen - es gibt viele Ausnahmen von den Regeln in der realen Welt. Atome versuchen, ihre Valenzelektronenhülle zu füllen oder zur Hälfte zu füllen. Atome können und bilden jedoch Moleküle, die nicht ideal stabil sind. In einigen Fällen kann das Zentralatom mehr bilden als andere damit verbundene Atome.
Die Anzahl der Valenzelektronen kann acht überschreiten, insbesondere bei höheren Ordnungszahlen. Lewis-Strukturen sind hilfreich für leichte Elemente, aber weniger nützlich für Übergangsmetalle wie Lanthaniden und Aktiniden. Die Schüler werden darauf hingewiesen, dass Lewis-Strukturen ein wertvolles Werkzeug sind, um etwas über und zu lernen Vorhersage des Verhaltens von Atomen in Molekülen, aber sie sind unvollständige Darstellungen von realen Elektronen Aktivität.