Sie haben das Bild oben also schon gesehen, oder?
Lassen Sie mich das obige Bild kurz erläutern.
Die H3O+-Lewis-Struktur hat ein Sauerstoffatom (O) im Zentrum, das von drei Wasserstoffatomen (H) umgeben ist. Zwischen dem Sauerstoffatom (O) und jedem Wasserstoffatom (H) bestehen 3 Einfachbindungen. Am Sauerstoffatom (O) befindet sich 1 freies Elektronenpaar. Das Sauerstoffatom (O) hat eine formale Ladung von +1.
Wenn Sie aus dem obigen Bild der H3O+-Lewis-Struktur nichts verstanden haben, dann bleiben Sie bei mir und Sie erhalten eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Erklärung, wie man eine Lewis-Struktur des H3O+-Ions zeichnet.
Fahren wir also mit den Schritten zum Zeichnen der Lewis-Struktur des H3O+-Ions fort.
Schritte zum Zeichnen der H3O+-Lewis-Struktur
Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen im H3O+-Ion
Um die Gesamtzahl der Valenzelektronen im H3O+-Ion zu ermitteln, müssen Sie zunächst die im Sauerstoffatom und im Wasserstoffatom vorhandenen Valenzelektronen kennen.
(Valenzelektronen sind die Elektronen, die sich in der äußersten Umlaufbahn eines Atoms befinden.)
Hier erkläre ich Ihnen, wie Sie mithilfe eines Periodensystems ganz einfach die Valenzelektronen von Sauerstoff und Wasserstoff finden.
Gesamtvalenzelektronen im H3O+-Ion
→ Vom Wasserstoffatom gegebene Valenzelektronen:
Wasserstoff ist ein Element der Gruppe 1 des Periodensystems. [1] Daher beträgt das im Wasserstoff vorhandene Valenzelektron 1 .
Sie können sehen, dass im Wasserstoffatom nur ein Valenzelektron vorhanden ist, wie im Bild oben gezeigt.
→ Vom Sauerstoffatom gegebene Valenzelektronen:
Sauerstoff ist ein Element der 16. Gruppe des Periodensystems. [2] Daher sind im Sauerstoff 6 Valenzelektronen vorhanden.
Sie können die 6 im Sauerstoffatom vorhandenen Valenzelektronen sehen, wie im Bild oben gezeigt.
Also,
Gesamte Valenzelektronen im H3O+-Ion = von 3 Wasserstoffatomen gespendete Valenzelektronen + von 1 Sauerstoffatom gespendete Valenzelektronen – 1 (wegen der +ve-Ladung) = 1(3) + 6 – 1 = 8 .
Schritt 2: Wählen Sie das Zentralatom aus
Um das Zentralatom auszuwählen, müssen wir bedenken, dass das am wenigsten elektronegative Atom im Zentrum verbleibt.
(Denken Sie daran: Wenn in dem angegebenen Molekül Wasserstoff vorhanden ist, platzieren Sie Wasserstoff immer an der Außenseite.)
Hier ist das gegebene Ion H3O+-Ion und es enthält Wasserstoffatome (H) und Sauerstoffatome (O).
Sie können die Elektronegativitätswerte des Wasserstoffatoms (H) und des Sauerstoffatoms (O) im obigen Periodensystem sehen.
Wenn wir die Elektronegativitätswerte von Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) vergleichen, dann ist das Wasserstoffatom weniger elektronegativ . Aber laut Regel müssen wir den Wasserstoff draußen halten.
Dabei ist das Sauerstoffatom (O) das Zentralatom und die Wasserstoffatome (H) die Außenatome.
Schritt 3: Verbinden Sie jedes Atom, indem Sie ein Elektronenpaar zwischen ihnen platzieren
Nun müssen Sie im H3O-Molekül die Elektronenpaare zwischen dem Sauerstoffatom (O) und den Wasserstoffatomen (H) platzieren.
Dies weist darauf hin, dass Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H) in einem H3O-Molekül chemisch aneinander gebunden sind.
Schritt 4: Machen Sie die externen Atome stabil. Platzieren Sie das verbleibende Valenzelektronenpaar auf dem Zentralatom.
In diesem Schritt müssen Sie die Stabilität der externen Atome überprüfen.
Hier in der Skizze des H3O-Moleküls sieht man, dass die äußeren Atome Wasserstoffatome sind.
Diese externen Wasserstoffatome bilden ein Duplit und sind daher stabil.
Zusätzlich haben wir in Schritt 1 die Gesamtzahl der im H3O+-Ion vorhandenen Valenzelektronen berechnet.
Das H3O+-Ion hat insgesamt 8 Valenzelektronen und von diesen werden im obigen Diagramm nur 6 Valenzelektronen verwendet.
Also ist die Anzahl der verbleibenden Elektronen = 8 – 6 = 2 .
Sie müssen diese beiden Elektronen auf dem zentralen Sauerstoffatom im obigen Diagramm des H3O-Moleküls platzieren.
Kommen wir nun zum nächsten Schritt.
Schritt 5: Überprüfen Sie das Oktett am Zentralatom
In diesem Schritt müssen Sie prüfen, ob das zentrale Sauerstoffatom (O) stabil ist oder nicht.
Um die Stabilität des zentralen Sauerstoffatoms (O) zu überprüfen, müssen wir prüfen, ob es ein Oktett bildet oder nicht.
Im Bild oben sehen Sie, dass das Sauerstoffatom ein Oktett bildet. Das heißt, es hat 8 Elektronen.
Daher ist das zentrale Sauerstoffatom stabil.
Kommen wir nun zum letzten Schritt, um zu überprüfen, ob die Lewis-Struktur von H3O stabil ist oder nicht.
Schritt 6: Überprüfen Sie die Stabilität der Lewis-Struktur
Jetzt sind Sie beim letzten Schritt angelangt, in dem Sie die Stabilität der Lewis-Struktur von H3O überprüfen müssen.
Die Stabilität der Lewis-Struktur kann mithilfe eines formalen Ladungskonzepts überprüft werden.
Kurz gesagt, wir müssen nun die formale Ladung der Sauerstoffatome (O) sowie der Wasserstoffatome (H) im H3O-Molekül ermitteln.
Um die formelle Steuer zu berechnen, müssen Sie die folgende Formel verwenden:
Formale Ladung = Valenzelektronen – (bindende Elektronen)/2 – nichtbindende Elektronen
Im Bild unten können Sie die Anzahl der bindenden und nichtbindenden Elektronen für jedes Atom des H3O-Moleküls sehen.
Für das Wasserstoffatom (H):
Valenzelektron = 1 (da Wasserstoff in Gruppe 1 ist)
Bindungselektronen = 2
Nichtbindende Elektronen = 0
Für das Sauerstoffatom (O):
Valenzelektronen = 6 (da Sauerstoff in Gruppe 16 ist)
Bindungselektronen = 6
Nichtbindende Elektronen = 2
| Formelle Anklage | = | Valenzelektronen | – | (Bindungselektronen)/2 | – | Nichtbindende Elektronen | ||
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| Oh | = | 6 | – | 6/2 | – | 2 | = | +1 |
Aus den obigen formalen Ladungsberechnungen können Sie ersehen, dass das Sauerstoffatom (O) eine Ladung von +1 und die Wasserstoffatome eine Ladung von 0 haben.
Lassen Sie uns diese Ladungen also auf den jeweiligen Atomen des H3O-Moleküls belassen.
Diese Gesamtladung von +1 auf dem H3O-Molekül ist im Bild unten dargestellt.
In der obigen Lewis-Punkt-Struktur des H3O+-Ions kann man jedes Bindungselektronenpaar (:) auch als Einfachbindung (|) darstellen. Dadurch erhalten Sie die folgende Lewis-Struktur des H3O+-Ions.
Ich hoffe, Sie haben alle oben genannten Schritte vollständig verstanden.
Für mehr Übung und ein besseres Verständnis können Sie andere unten aufgeführte Lewis-Strukturen ausprobieren.
Probieren Sie zum besseren Verständnis diese Lewis-Strukturen aus (oder sehen Sie sie sich zumindest an):