Wie zeichnet man eine Lewis-Struktur (Octet Rule Exception)

Lewis-Punktstrukturen sind nützlich, um die Geometrie eines Moleküls vorherzusagen. Manchmal folgt eines der Atome im Molekül nicht der Oktettregel für die Anordnung von Elektronenpaaren um ein Atom. In diesem Beispiel wird anhand der in Wie zeichnet man eine Lewis-Struktur? Beschriebenen Schritte eine Lewis-Struktur eines Moleküls gezeichnet, bei der ein Atom eine Ausnahme von der Oktettregel darstellt.

Überprüfung der Elektronenzählung

Die Gesamtzahl der in einer Lewis-Struktur gezeigten Elektronen ist die Summe der Valenzelektronen jedes Atoms. Denken Sie daran: Nichtvalente Elektronen werden nicht angezeigt. Nachdem die Anzahl der Valenzelektronen bestimmt wurde, folgt hier die Liste der Schritte, die normalerweise durchgeführt werden, um die Punkte um die Atome zu platzieren:

1. Verbinden Sie die Atome durch chemische Einfachbindungen.
2. Die Anzahl der zu platzierenden Elektronen beträgt t-2n, wo t ist die Gesamtzahl der Elektronen und n ist die Anzahl der Einfachbindungen. Platzieren Sie diese Elektronen als einzelne Paare, beginnend mit den äußeren Elektronen (außer Wasserstoff), bis alle äußeren Elektronen 8 Elektronen haben. Platziere zuerst einsame Paare auf den meisten elektronegativen Atomen.
3. Nachdem einzelne Paare platziert wurden, fehlt den Zentralatomen möglicherweise ein Oktett. Diese Atome bilden eine Doppelbindung. Bewege ein einzelnes Paar, um die zweite Bindung zu bilden.
   Frage:
   Zeichnen Sie die Lewis-Struktur des Moleküls mit der Summenformel ICl₃.
   Lösung:
   Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen.
   Jod hat 7 Valenzelektronen
   Chlor hat 7 Valenzelektronen
   Gesamtvalenzelektronen = 1 Jod (7) + 3 Chlor (3 x 7)
   Gesamtvalenzelektronen = 7 + 21
   Gesamtvalenzelektronen = 28
   Schritt 2: Finden Sie die Anzahl der Elektronen, die benötigt werden, um die Atome "glücklich" zu machen
   Jod benötigt 8 Valenzelektronen
   Chlor benötigt 8 Valenzelektronen
   Gesamtvalenzelektronen, die "glücklich" sein sollen = 1 Jod (8) + 3 Chlor (3 x 8)
   Gesamtvalenzelektronen, um "glücklich" zu sein = 8 + 24
   Gesamtvalenzelektronen, um "glücklich" zu sein = 32
   Schritt 3: Bestimmen Sie die Anzahl der Bindungen im Molekül.
   Anzahl der Bindungen = (Schritt 2 - Schritt 1) ​​/ 2
   Anzahl der Bindungen = (32 - 28) / 2
   Anzahl der Anleihen = 4/2
   Anzahl der Anleihen = 2
   So identifizieren Sie eine Ausnahme von der Oktettregel. Es gibt nicht genügend Bindungen für die Anzahl der Atome im Molekül. ICl₃ sollte drei Bindungen haben, um die vier Atome miteinander zu verbinden. Schritt 4: Wählen Sie ein Zentralatom.
   Halogene sind oft die äußeren Atome eines Moleküls. In diesem Fall sind alle Atome Halogene. Jod ist das am wenigsten elektronegative der beiden Elemente. Verwenden Sie Jod als Zentralatom.
   Schritt 5: Skelettstruktur zeichnen.
   Da wir nicht genügend Bindungen haben, um alle vier Atome miteinander zu verbinden, verbinden Sie das Zentralatom mit den anderen drei Atomen mit drei Einfachbindungen.
   Schritt 6: Platzieren Sie Elektronen um äußere Atome.
   Ergänzen Sie die Oktette um die Chloratome. Jedes Chlor sollte sechs Elektronen erhalten, um seine Oktette zu vervollständigen.
   Schritt 7: Platzieren Sie die restlichen Elektronen um das Zentralatom.
   Platzieren Sie die restlichen vier Elektronen um das Iodatom, um die Struktur zu vervollständigen. Die fertige Struktur wird am Anfang des Beispiels angezeigt.

Einschränkungen von Lewis-Strukturen

Lewis-Strukturen wurden zum ersten Mal zu Beginn des 20. Jahrhunderts verwendet, als die chemische Bindung nur unzureichend verstanden wurde. Elektronenpunktdiagramme veranschaulichen die elektronische Struktur von Molekülen und die chemische Reaktivität. Ihre Verwendung bleibt beliebt bei Chemielehrern, die das Valenzbindungsmodell chemischer Bindungen einführen, und sie werden häufig in der organischen Chemie verwendet, wo das Valenzbindungsmodell weitgehend geeignet ist.

Auf den Gebieten der anorganischen Chemie und der metallorganischen Chemie sind delokalisierte Molekülorbitale jedoch weit verbreitet, und Lewis-Strukturen sagen das Verhalten nicht genau voraus. Während es möglich ist, eine Lewis-Struktur für ein Molekül zu zeichnen, von dem empirisch bekannt ist, dass es ungepaarte Elektronen enthält, führt die Verwendung solcher Strukturen zu Fehlern bei der Abschätzung der Bindungslänge, der magnetischen Eigenschaften und der Aromatizität. Beispiele für diese Moleküle umfassen molekularen Sauerstoff (O₂), Stickoxid (NO) und Chlordioxid (ClO₂).

Während Lewis-Strukturen einen gewissen Wert haben, wird dem Leser empfohlen, dass die Valenzbindungstheorie und die Molekülorbitaltheorie das Verhalten von Valenzhüllenelektronen besser beschreiben.

Quellen

• Lever, A. B. P. (1972). "Lewis-Strukturen und die Oktettregel. Ein automatisches Verfahren zum Schreiben kanonischer Formen." J. Chem. Educ. 49 (12): 819. doi: 10.1021 / ed049p819
• Lewis, G. N. (1916). "Das Atom und das Molekül." Marmelade. Chem. Soc. 38 (4): 762 & ndash; 85. doi: 10.1021 / ja02261a002
• Miessler, G. L .; Tarr, D.A. (2003). Anorganische Chemie (2. Aufl.). Pearson Prentice-Hall. ISBN 0-13-035471-6.
• Zumdahl, S. (2005). Chemische Prinzipien. Houghton-Mifflin. ISBN 0-618-37206-7.