Wie zeichnet man eine Lewis-Struktur?
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Eine Lewis-Struktur ist eine grafische Darstellung der Elektronenverteilung um Atome. Der Grund für das Lernen, Lewis-Strukturen zu zeichnen, ist die Vorhersage der Anzahl und Art der Bindungen, die sich um ein Atom bilden können. Eine Lewis-Struktur hilft auch bei der Vorhersage der Geometrie eines Moleküls. Chemiestudenten werden oft durch die Modelle verwirrt, 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 Kelter-Strategie zum Zeichnen von 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 die äußere Elektronenhülle des Atoms gefüllt ist. Elemente bis zur vierten Periode des Periodensystems benötigen acht Elektronen, um ihre äußere Elektronenhülle zu füllen. Diese Eigenschaft wird oft als "Oktettregel" bezeichnet..
Schritt 3: Bestimmen Sie die Anzahl der Bindungen im Molekül
Kovalente Bindungen entstehen, 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 erforderlich sind. Jede gebildete Bindung erfordert zwei Elektronen, sodass die Anzahl der Bindungen halb so groß ist wie die Anzahl der benötigten Elektronen, oder:
(Schritt 2 - Schritt 1) / 2
Schritt 4: Wählen Sie ein Zentralatom
Das Zentralatom eines Moleküls ist normalerweise das am wenigsten elektronegative Atom oder das Atom mit der höchsten Wertigkeit. Um die Elektronegativität zu ermitteln, stützen Sie sich entweder auf Periodensystemtrends oder schlagen Sie in einer Tabelle nach, in der die Elektronegativitätswerte aufgeführt sind. Die Elektronegativität nimmt ab, wenn Sie sich in einer Gruppe des Periodensystems nach unten bewegen, und nimmt tendenziell zu, wenn Sie sich in einer Periode von links nach rechts bewegen. Wasserstoff- und Halogenatome treten in der Regel außerhalb des Moleküls auf und sind selten das Zentralatom.
Schritt 5: Skelettstruktur zeichnen
Verbinden Sie die Atome mit dem Zentralatom durch eine gerade 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 äußere Atome
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 anfänglich einen Versuch und einen Fehler erfordern. Mit zunehmender Erfahrung wird es einfacher, Skelettstrukturen vorherzusagen.
Schritt 7: Platzieren Sie die verbleibenden Elektronen um das Zentralatom
Ergänzen Sie das Oktett für das Zentralatom mit den restlichen Elektronen. Wenn von Schritt 3 noch Bindungen übrig sind, erstellen Sie Doppelbindungen mit einzelnen Paaren an den äußeren Atomen. Eine Doppelbindung wird durch zwei durchgezogene Linien dargestellt, die zwischen einem Paar von Atomen gezogen werden. Wenn das Zentralatom mehr als acht Elektronen enthält und das Atom keine Ausnahme von der Oktettregel darstellt, wurde die Anzahl der Valenzatome in Schritt 1 möglicherweise falsch gezählt.
Dies wird die Lewis-Punktstruktur für das Molekül vervollständigen.
Lewis-Strukturen gegen echte Moleküle
Während Lewis-Strukturen nützlich sind, insbesondere wenn Sie Valenz, Oxidationszustände und Bindungen kennenlernen, gibt es in der realen Welt viele Ausnahmen von den Regeln. Atome versuchen, ihre Valenzelektronenhülle zu füllen oder zu halbieren. Atome können und können jedoch Moleküle bilden, die nicht ideal stabil sind. In einigen Fällen kann das Zentralatom mehr als andere damit verbundene Atome bilden. Außerdem kann die Anzahl der Valenzelektronen 8 überschreiten, insbesondere bei höheren Atomzahlen. Lewis-Strukturen sind hilfreich für leichte Elemente, aber weniger nützlich für Übergangsmetalle, einschließlich Lanthaniden und Actiniden. Die Schüler werden darauf hingewiesen, dass Lewis-Strukturen ein wertvolles Instrument zum Lernen und Vorhersagen des Verhaltens von Atomen in Molekülen sind, aber sie sind unvollständige Darstellungen der realen Elektronenaktivität.
