Formale Ladung:
Lassen Sie uns die Lewis-Struktur für Kohlendioxid zeichnen.
1. Skelettstruktur
2. Gesamtzahl der Valenzelektronen in CO2
= + = 4+ 12 = 16
3. Zeichne Einfachbindungen zwischen Atomen. Zwei Bindungen können gezeichnet werden, wie in der Abbildung für CO2 gezeigt, das vier Elektronen ausmacht (2 Bindungspaare).
4. Verteilen Sie die verbleibenden zwölf Elektronen (16 – 4 = 12) als sechs einsame Paare, beginnend mit dem elektronegativsten Atom, dem Sauerstoff. Sechs einsame Paare werden auf die beiden terminalen Sauerstoffatome (jeweils drei) verteilt, um ihr Oktett zu befriedigen.
5. Stellen Sie sicher, dass alle Atome eine Oktettkonfiguration haben. In der obigen Verteilung hat der zentrale Kohlenstoff zwei Paare kurz für Oktett. Um die Oktettregel zu erfüllen, können daher zwei einsame Paare aus einem Sauerstoff oder ein Paar aus jedem Sauerstoff bewegt werden, um Mehrfachbindungen zu bilden, was zur Bildung von zwei möglichen Strukturen für Kohlendioxid führt, wie unten gezeigt
In ähnlicher Weise ergibt die Lewis-Struktur für viele Moleküle, die unter Verwendung der obigen Schritte gezeichnet werden, mehr als eine akzeptable Struktur. Betrachten wir die oben genannten zwei Strukturen von Kohlendioxid.
Welche der obigen Formen die beste Verteilung der Elektronen im Molekül darstellt. Um eine Antwort zu finden, müssen wir die formale Ladung jedes Atoms in den Lewis-Strukturen kennen. Die Ladung eines Atoms in einem Molekül ist die elektrische Ladungsdifferenz zwischen dem Valenzelektron in einem isolierten Atom und der Anzahl der Elektronen, die diesem Atom in der Lewis-Struktur zugeordnet sind.
Wobei
Nv- Anzahl der Valenzelektronen des Atoms in seinem isolierten Zustand.
Nl – Anzahl der Elektronen, die als einsame Paare um das Atom in der Lewis-Struktur vorhanden sind
Nb – Anzahl der Elektronen, die in Bindungen um das Atom (Bindungspaare) in der Lewis-Struktur vorhanden sind]
Berechnen wir nun die formale Ladung aller Atome in beiden Strukturen,
Für die 1,
Für Struktur 2
Formale Ladung auf Kohlenstoff
Nach der Berechnung der formalen Gebühren kann die beste Darstellung der Struktur anhand der folgenden Richtlinien ausgewählt werden.
1. Eine Struktur, in der alle formellen Gebühren Null sind, wird der mit Gebühren vorgezogen.
2. Eine Struktur mit kleinen formellen Gebühren wird der Struktur mit höheren formellen Gebühren vorgezogen.
3. Eine Struktur, in der negative formale Ladungen auf das elektronegativste Atom gelegt werden, ist bevorzugt.
Bei CO2-Strukturen wird die Struktur eins der Struktur 2 vorgezogen, da sie für alle Atome keine formalen Ladungen aufweist.