Sie haben das Bild oben also schon gesehen, oder?
Lassen Sie mich das obige Bild kurz erläutern.
Die O3-Lewis-Struktur besteht aus drei Sauerstoffatomen (O). Zwischen den Sauerstoffatomen (O) gibt es 1 Doppelbindung und 1 Einfachbindung. Es gibt 1 freies Elektronenpaar am zentralen Sauerstoffatom, 2 freie Elektronenpaare am doppelt gebundenen Sauerstoffatom und 3 freie Elektronenpaare am einfach gebundenen Sauerstoffatom.
Wenn Sie aus dem obigen Bild der Lewis-Struktur von O3 (Ozon) nichts verstanden haben, bleiben Sie bei mir und Sie erhalten eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Erklärung zum Zeichnen einer Lewis-Struktur von O3 .
Fahren wir also mit den Schritten zum Zeichnen der Lewis-Struktur von O3 fort.
Schritte zum Zeichnen der O3-Lewis-Struktur
Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen im O3-Molekül
Um die Gesamtzahl der Valenzelektronen im O3-Molekül (Ozon) zu ermitteln, müssen Sie zunächst die in einem einzelnen Sauerstoffatom 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 finden.
Gesamtvalenzelektronen im O3-Molekül
→ Vom Sauerstoffatom gegebene Valenzelektronen:
Sauerstoff ist ein Element der 16. Gruppe des Periodensystems. [1] Daher sind im Sauerstoff 6 Valenzelektronen vorhanden.
Sie können die 6 im Sauerstoffatom vorhandenen Valenzelektronen sehen, wie im Bild oben gezeigt.
Also,
Gesamtvalenzelektronen im O3-Molekül = 6(3) = 18.
Schritt 2: Wählen Sie das Zentralatom aus
Um das Zentralatom auszuwählen, müssen wir bedenken, dass das am wenigsten elektronegative Atom im Zentrum verbleibt.
Hier ist das gegebene Molekül O3 (Ozon). Alle drei Atome sind identisch, sodass Sie jedes der Atome als Zentralatom auswählen können.
Schritt 3: Verbinden Sie jedes Atom, indem Sie ein Elektronenpaar zwischen ihnen platzieren
Nun müssen Sie im O3-Molekül die Elektronenpaare zwischen den drei Sauerstoffatomen (O) platzieren.
Dies weist darauf hin, dass die drei Sauerstoffatome (O) in einem O3-Molekül chemisch miteinander verbunden 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 O3-Moleküls sieht man, dass die äußeren Atome nur Sauerstoffatome sind.
Diese externen Sauerstoffatome bilden ein Oktett und sind daher stabil.
Zusätzlich haben wir in Schritt 1 die Gesamtzahl der im O3-Molekül vorhandenen Valenzelektronen berechnet.
Das O3-Molekül verfügt über insgesamt 18 Valenzelektronen , von denen im obigen Diagramm nur 16 Valenzelektronen verwendet werden.
Die Anzahl der verbleibenden Elektronen beträgt also 18 – 16 = 2 .
Sie müssen diese beiden Elektronen auf dem zentralen Sauerstoffatom im obigen Diagramm des O3-Moleküls platzieren.
Kommen wir nun zum nächsten Schritt.
Schritt 5: Überprüfen Sie das Oktett am Zentralatom. Wenn es kein Oktett hat, verschieben Sie das freie Elektronenpaar, um eine Doppelbindung oder Dreifachbindung zu bilden.
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.
Leider bildet das zentrale Sauerstoffatom hier kein Oktett. Dieser Sauerstoff hat nur 6 Elektronen und ist instabil.
Um dieses Sauerstoffatom nun stabil zu machen, müssen Sie das Elektronenpaar des äußeren Sauerstoffatoms so verschieben, dass das zentrale Sauerstoffatom 8 Elektronen (also ein Oktett) haben kann.
Nach der Bewegung dieses Elektronenpaares erhält das zentrale Sauerstoffatom zwei weitere Elektronen und seine Gesamtelektronenzahl beträgt somit 8.
Im Bild oben sehen Sie, dass das zentrale Sauerstoffatom ein Oktett bildet, weil es 8 Elektronen hat.
Kommen wir nun zum letzten Schritt, um zu prüfen, ob die Lewis-Struktur von O3 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 O3 überprüfen müssen.
Die Stabilität der Lewis-Struktur kann mithilfe eines formalen Ladungskonzepts überprüft werden.
Kurz gesagt, wir müssen nun die formale Ladung aller im O3-Molekül vorhandenen Sauerstoffatome (O) 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 O3-Moleküls sehen.
Für das zentrale Sauerstoffatom (O):
Valenzelektronen = 6 (da Sauerstoff in Gruppe 16 ist)
Bindungselektronen = 6
Nichtbindende Elektronen = 2
Für das doppelt gebundene Sauerstoffatom (O):
Valenzelektronen = 6 (da Sauerstoff in Gruppe 16 ist)
Bindungselektronen = 4
Nichtbindende Elektronen = 4
Für das einfach gebundene Sauerstoffatom (O):
Valenzelektronen = 6 (da Sauerstoff in Gruppe 16 ist)
Bindungselektronen = 2
Nichtbindende Elektronen = 6
| Formelle Anklage | = | Valenzelektronen | – | (Bindungselektronen)/2 | – | Nichtbindende Elektronen | ||
| O (zentral) | = | 6 | – | 6/2 | – | 2 | = | +1 |
| O (Einfachbindung) | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
| O (Doppelsprung) | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
Aus den obigen formalen Ladungsberechnungen können Sie ersehen, dass das zentrale Sauerstoffatom (O) eine Ladung von +1 und das doppelt gebundene Sauerstoffatom eine Ladung von -1 hat.
Um diese Ladungen zu minimieren, befinden sich am zentralen Sauerstoffatom 8 + 2 = 10 Elektronen, wenn man versucht, das Elektronenpaar stärker zu bewegen.
Das Sauerstoffatom hat jedoch nicht die Kapazität, 10 Elektronen aufzunehmen. Daher ist die obige Lewis-Struktur von O3 stabil.
In der obigen Lewis-Punkt-Struktur von O3 können Sie jedes Bindungselektronenpaar (:) auch als Einzelbindung (|) darstellen. Dies führt zu der folgenden Lewis-Struktur von O3.
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):