Definition und Beispiel der Lewis-Struktur

Lewis-Strukturen werden unter vielen Namen geführt, einschließlich Lewis-Elektronenpunktstrukturen, Lewis-Punktdiagrammen und Elektronenpunktstrukturen. Alle diese Namen beziehen sich auf dieselbe Art von Diagramm, das die Positionen von Bindungen und Elektronenpaaren zeigen soll.

Schlüsselfunktionen: Lewis-Struktur

• Eine Lewis-Struktur ist ein Diagramm, das die kovalenten Bindungen und Einzelelektronenpaare in einem Molekül zeigt.
• Lewis-Strukturen basieren auf der Oktettregel.
• Lewis-Strukturen sind zwar zur Beschreibung der chemischen Bindung nützlich, sie sind jedoch insofern beschränkt, als sie weder die Aromatizität erklären noch das magnetische Verhalten genau beschreiben.

Definition

Eine Lewis-Struktur ist eine strukturelle Darstellung eines Moleküls, bei der Punkte verwendet werden, um Elektronenpositionen um die Atome herum anzuzeigen, und Linien oder Punktpaare kovalente Bindungen zwischen Atomen darstellen. Der Zweck des Zeichnens einer Lewis-Punkt-Struktur besteht darin, die einzelnen Elektronenpaare in Molekülen zu identifizieren, um die Bildung chemischer Bindungen zu bestimmen. Lewis-Strukturen können für Moleküle mit kovalenten Bindungen und für Koordinationsverbindungen hergestellt werden. Der Grund ist, dass Elektronen in einer kovalenten Bindung geteilt werden. In einer Ionenbindung ist es eher so, als ob ein Atom ein Elektron an das andere Atom abgibt.

Lewis-Strukturen wurden nach Gilbert N. Lewis benannt, der die Idee 1916 in dem Artikel "Das Atom und das Molekül" einführte.

Auch bekannt als: Lewis-Strukturen werden auch Lewis-Punktdiagramme, Elektronenpunktdiagramme, Lewis-Punktformeln oder Elektronenpunktformeln genannt. Technisch gesehen sind Lewis-Strukturen und Elektronenpunktstrukturen unterschiedlich, da Elektronenpunktstrukturen alle Elektronen als Punkte anzeigen, während Lewis-Strukturen gemeinsame Paare in einer chemischen Bindung anzeigen, indem sie eine Linie zeichnen.

Wie es funktioniert

Eine Lewis-Struktur basiert auf dem Konzept der Oktettregel, bei der sich Atome Elektronen teilen, sodass jedes Atom acht Elektronen in seiner Außenhülle hat. Beispielsweise hat ein Sauerstoffatom sechs Elektronen in seiner Außenhülle. In einer Lewis-Struktur sind diese sechs Punkte so angeordnet, dass ein Atom zwei Einzelpaare und zwei Einzelelektronen hat. Die beiden Paare würden sich um das O-Symbol gegenüberliegen und die beiden Einzelelektronen würden sich auf den anderen Seiten des Atoms gegenüberliegen.

Im Allgemeinen werden einzelne Elektronen auf die Seite eines Elementsymbols geschrieben. Eine falsche Platzierung wäre (zum Beispiel), vier Elektronen auf einer Seite des Atoms und zwei auf der gegenüberliegenden Seite. Wenn sich Sauerstoff an zwei Wasserstoffatome bindet, um Wasser zu bilden, hat jedes Wasserstoffatom einen Punkt für sein einzelnes Elektron. Die Elektronenpunktstruktur für Wasser zeigt die einzelnen Elektronen für den Sauerstoff, die sich den Raum mit den einzelnen Elektronen aus Wasserstoff teilen. Alle acht Punkte rund um Sauerstoff sind ausgefüllt, sodass das Molekül ein stabiles Oktett aufweist.

Wie schreibe ich ein

Führen Sie für ein neutrales Molekül die folgenden Schritte aus:

1. Bestimmen Sie, wie viele Valenzelektronen jedes Atom im Molekül hat. Wie bei Kohlendioxid hat jeder Kohlenstoff vier Valenzelektronen. Sauerstoff hat sechs Valenzelektronen.
2. Wenn ein Molekül mehr als einen Atomtyp hat, geht das am meisten metallische oder am wenigsten elektronegative Atom in die Mitte. Wenn Sie die Elektronegativität nicht kennen, denken Sie daran, dass die Elektronegativität tendenziell abnimmt, wenn Sie sich vom Fluor im Periodensystem entfernen.
3. Ordnen Sie die Elektronen so an, dass jedes Atom ein Elektron zur Bildung einer Einfachbindung zwischen jedem Atom beiträgt.
4. Schließlich zählen Sie die Elektronen um jedes Atom. Wenn jeder acht oder ein Oktett hat, ist das Oktett vollständig. Wenn nicht, fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.
5. Wenn Sie ein Atom haben, dem Punkte fehlen, zeichnen Sie die Struktur neu, damit bestimmte Elektronen Paare bilden, um die Zahl auf jedem Atom auf acht zu bringen. Zum Beispiel hat bei Kohlendioxid die Anfangsstruktur sieben Elektronen, die jedem Sauerstoffatom zugeordnet sind, und sechs Elektronen für das Kohlenstoffatom. Die endgültige Struktur setzt zwei Paare (zwei Sätze von zwei Punkten) auf jedes Sauerstoffatom, zwei dem Kohlenstoffatom zugewandte Sauerstoffelektronenpunkte und zwei Sätze von Kohlenstoffpunkten (zwei Elektronen auf jeder Seite). Zwischen Sauerstoff und Kohlenstoff befinden sich vier Elektronen, die als Doppelbindungen gezogen werden.

Quellen

• Lewis, G.N. "Das Atom und das Molekül" Zeitschrift der American Chemical Society.
• Weinhold, Frank und Landis, Clark R. "Wertigkeit und Bindung: Eine natürliche Perspektive für den Orbitalspender-Akzeptor einer Bindung." Cambridge University Press.
• Zumdahl, S. "Chemische Prinzipien." Houghton-Mifflin.