배경

배경

루이스 구조 뒤에 전제는 옥텟 규칙입니다:모든 원자는 전자의 옥텟으로 둘러싸여하고 싶습니다. 물론 몇 가지 예외가 있습니다:매우 작은 원자(시간,비 및 비)는 옥텟 미만이고 에너지가 낮은 일부 주요 그룹 원자 디 궤도(피,에스,씨엘,브롬,및 나)는 옥텟 이상이있을 수 있습니다. 이 원자가 중심 원자이고 전기 음성이 높은 원자와 결합 될 때 특히 그렇습니다.

올바른 루이스 구조를 그리는 데는 연습이 필요하지만 일련의 단계를 수행하여 프로세스를 단순화 할 수 있습니다.
1 단계. 각 원자에 대한 모든 원자가 전자를 세십시오. 구조가 각각 음이온 또는 양이온 인 경우 전자를 더하거나 뺍니다.

단계 2. 어느 원자가 서로 결합되는지 결정하십시오. 골격 구조를 그립니다.

단계 3. 각 결합에서 한 쌍의 전자와 원자를 연결하십시오. 총 원자가 전자에서 결합 전자를 뺍니다.

단계 4. 전자 쌍을 추가하여 중앙 원자에 부착 된 모든 주변 원자에 대해 옥텟을 완성하십시오. 수소를 조심하십시오-수소는 하나 이상의 결합 또는 한 쌍의 전자를 갖지 않습니다

단계 5. 나머지 전자를 중심 원자에 보통 쌍으로 놓습니다. 1342>

단계 6. 중심 원자가 옥텟을 가지고 있지 않은 경우,옥텟을 달성하기 위해 하나 이상의 주변 원자에서 전자 쌍을 이동하여 이중 또는 삼중 결합을 형성하십시오.

단계 7. 결합을 재정렬하여 공명 구조를 찾으십시오. 가장 낮은 총 정식 요금 구조 자연에서 찾을 수 가능성이 가장 높은 양식 될 것입니다. (설명은 아래 참조)

루이스 구조 그리기

실제 분자를 사용하여 이것이 어떻게 작동하는지 예를 살펴 보겠습니다. 온실 효과,이산화탄소(이산화탄소)에 가장 책임이있는 분자를 고려하십시오.

루이스 구조를 그리려면:

단계 1. 각 원자에 대한 모든 원자가 전자를 계산합니다:

탄소 1 엑스 4 원자가 전자=4 전자
산소 2 엑스 6 원자가 전자=12 전자
총=16 전자

단계 2. 어느 원자가 서로 결합되는지 결정하십시오. 일반적으로 전기 음성도가 가장 낮은 원자는 중심 원자입니다. 그러나 더 많은 전기 음성 원자와 수소 사이의 유일한 선택 인 경우,더 많은 전기 음성 원자는 중심 원자(예:물)가됩니다. 수소는 결코 하나 이상의 결합을 만들지 않으며,따라서 결코 중심 원자가 될 수 없다.
이산화탄소의 경우,탄소는 전기 음성이 적은 원자이므로 중심 원자 여야합니다.

단계 3. 각 원자를 한 쌍의 전자 또는 단일 결합으로 연결하십시오:(16 개의 원자가 전자-4 개의 결합 전자=12 개의 전자가 남았습니다.)

단계 4. 옥텟을 위해 주변 원자에 전자쌍 추가:

5 단계. 전자는 남지 않지만 중심 원자는 옥텟을 가지고 있지 않습니다!

단계 6. 주변 원자에서 전자를 이동하여 이중 결합을 형성하여 중심 원자에 옥텟을 부여합니다:

7 단계. 공명 구조를 찾고 가장 작은 형식적인 책임에 것을 확인하십시요:

일부 분자의 경우 하나 이상의 구조를 그릴 수 있습니다. 이산화탄소에 대한 루이스 구조는 한쪽에는 탄소-산소 단일 결합을 사용하고 다른 한쪽에는 탄소-산소 삼중 결합을 사용하여 작성할 수 있습니다. 이 두 가지 가능성을 어떻게 구별 할 수 있습니까? 가장 중요한 구조를 어떻게 선택할 수 있습니까,아니면 모두 똑같이 가능성이 있습니까? 여러 구조를 그릴 수있는 경우 공명 구조라고합니다.

공명 구조

공명 구조에서 모든 원자는 서로 동일한 상대 위치에 있지만 그 주위의 전자 분포는 다릅니다. 각 구조의 중요성을 평가하려면 각 원자에 대한 공식 전하를 결정해야합니다.

공식 충전

공식 충전은 원자가 특정 화합물에 얼마나 많은 전자를 가지고있는 것처럼 보이는지 설명하는 다소 임의적 인 방법입니다. 원자 사이의 결합에서 전자 쌍 두 원자 사이 동등 하 게 분할 될 것으로 가정 됩니다. 비 결합 전자 쌍은 그들이 거주하는 원자에 속하는 것으로 계산됩니다. 이 방정식에 넣을 수 있습니다:

또는

가장 안정적인 공명 구조는

1 입니다. 최소 공식 요금이 있습니다.
2. 요금이 분리 된 것과 같은 공식적인 요금이 있는 경우;및
3. 음의 공식 요금은 더 많은 전기 음성 원자에 있고 양의 공식 요금은 덜 전기 음성 원자에 있습니다.

2 개의 이중 결합을 가진 이산화탄소 구조를 위해,형식적인 책임은 다음과 같이 산출될 수 있습니다:
산소:공식 충전= 6 – (4 + 1/2(4)) = 0
탄소:정식 충전= 4 – ( 0+ 1/2(8)) = 0

단 하나와 삼중 결합을 가진 이산화탄소 구조를 위해:
(단 하나)산소:형식적인 책임= 6 – (6 + 1/2(2)) = -1
산소(트리플):정식 충전= 6 – (4 + 1/2(6)) = +1
탄소:정식 충전= 4 – ( 0+ 1/2(8)) = 0

따라서 두 구조 모두 루이스 구조로 작동하지만 원자에 대해 공식적인 전하가 0 인 것은 두 산소 원자에 전하가 있는 것보다 더 안정적이며 따라서 자연에 존재할 가능성이 더 큽니다.

산화 번호

공식 요금은 산화 번호와 구별되어야합니다(루이스 구조에서도 확인할 수 있음). 산화 번호는 분자가 중성인지,전자가 풍부한지 또는 전자 불량인지를 나타내는 데 사용됩니다. 산화 수를 결정하는 규칙은 교과서에서 찾을 수 있습니다. 이 규칙에 대한 간략한 요약은

1 입니다. 원소 형태의 원소에 대한 산화 수는 0 입니다(격리 된 원자 및 분자 원소에 대해 마찬가지입니다.,)

2. 단원 자 이온의 산화 수는 전하와 동일합니다(예:산화 수 나+=+1,및 에스 2-이다 -2.)

3. 이원 화합물에서 전기 음성도가 더 큰 원소는 단순한 이온 화합물에서 발견되는 경우 전하와 동일한 음의 산화 수를 할당합니다(예:화합물에서 염소는 인보다 전기 음성적입니다. 간단한 이온 화합물에서 씨엘은 이온 전하 1-,그래서 산화 상태 에 피씨 3 이다 -1)

4. 산화 숫자의 합은 전기적으로 중성 화합물에 대해 0 이며 이온 종에 대한 전체 전하와 같습니다.

5. 알칼리 금속은 화합물에서+1 의 산화 상태 만 나타냅니다.

6. 알칼리 토금속은 화합물에서+2 의 산화 상태 만 나타냅니다.

루이스 구조가 성공적으로 그려지면 전자 구름 기하학,분자 모양 및 분자와 이온의 극성을 예측하는 데 사용할 수 있습니다. 철저한 토론을 위해 교과서를 참조하십시오. 특히 모든 형상과 모양에 대한 3 차원 표현을 살펴보십시오.

전자 구름 기하학 및 분자 기하학

중심 원자 주위의 전자 구름 기하학은 그것을 둘러싼 전자 그룹의 수에 의해 결정됩니다. 각 세트(2,3,4,5 및 6)는 3 차원 공간에서 다른 이름과 배열을 갖습니다. 전자 구름은 모두 음수이며 가능한 한 서로 멀리 떨어져있을 때 가장 안정적입니다. 이것은 원자가 껍질 전자쌍 반발 이론이라고합니다. 전자 구름 기하학은 중심 원자 주변의 전자의 방향을 설명하지만 분자 기하학은 주변 원자의 배열을 설명합니다.

실험

실험실에서는 6 개의 분자 모델을 미지수로 제시하게 된다. 그것은 그들의 이름을 당신의 일이 될 것입니다. 또한 각도기를 사용하여 자신의 결합 각도를 측정하여 자신의 전자 쌍 및 분자 형상을 결정하라는 메시지가 표시됩니다. 각 분자에 대해 완료해야 하는 다른 질문이 포함된 워크시트가 제공됩니다. 수업 중에 사용할 워크시트의 복사본을 다섯 개 더 만들어야 합니다. 그러면 이러한 워크시트가 랩 보고서의 데이터 섹션으로 사용됩니다.