Sie haben das Bild oben also schon gesehen, oder?
Lassen Sie mich das obige Bild kurz erläutern.
Die HCN-Lewis-Struktur hat ein Kohlenstoffatom (C) im Zentrum, das von einem Wasserstoffatom (H) und einem Sauerstoffatom (O) umgeben ist. Es gibt eine Dreifachbindung zwischen Kohlenstoffatomen (C) und Stickstoffatomen (N) und eine Einfachbindung zwischen Kohlenstoffatomen (C) und Wasserstoffatomen (H). Am Stickstoffatom (N) befindet sich 1 freies Dublett.
Wenn Sie aus dem obigen Bild der Lewis-Struktur von HCN nichts verstanden haben, dann bleiben Sie bei mir und Sie erhalten eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Erklärung zum Zeichnen einer Lewis-Struktur von HCN .
Fahren wir also mit den Schritten zum Zeichnen der Lewis-Struktur von HCN fort.
Schritte zum Zeichnen der HCN-Lewis-Struktur
Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen im HCN-Molekül
Um die Gesamtzahl der Valenzelektronen im HCN-Molekül zu ermitteln, müssen Sie zunächst die im Wasserstoffatom , Kohlenstoffatom und Stickstoffatom 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 Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff finden.
Gesamtvalenzelektronen im HCN-Molekül
→ 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 Kohlenstoffatom gegebene Valenzelektronen:
Kohlenstoff ist ein Element der Gruppe 14 des Periodensystems. [2] Daher sind im Kohlenstoff 4 Valenzelektronen vorhanden.
Sie können die 4 im Kohlenstoffatom vorhandenen Valenzelektronen sehen, wie im Bild oben gezeigt.
→ Vom Stickstoffatom gegebene Valenzelektronen:
Stickstoff ist ein Element der 15. Gruppe des Periodensystems. [3] Daher sind im Stickstoff 5 Valenzelektronen vorhanden.
Sie können die 5 Valenzelektronen im Stickstoffatom sehen, wie im Bild oben gezeigt.
Also,
Gesamte Valenzelektronen im HCN-Molekül = von 1 Wasserstoffatom gespendete Valenzelektronen + von 1 Kohlenstoffatom gespendete Valenzelektronen + von 1 Stickstoffatom gespendete Valenzelektronen = 1 + 4 + 5 = 10 .
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 Molekül HCN und enthält ein Wasserstoffatom (H), ein Kohlenstoffatom (C) und ein Stickstoffatom (N).
Gemäß der Regel müssen wir also den Wasserstoff fernhalten.
Jetzt können Sie die Elektronegativitätswerte des Kohlenstoffatoms (C) und des Stickstoffatoms (N) im obigen Periodensystem sehen.
Wenn wir die Elektronegativitätswerte von Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) vergleichen, ist das Kohlenstoffatom weniger elektronegativ .
Dabei ist das Kohlenstoffatom (C) das Zentralatom und das Stickstoffatom (N) das Außenatom.
Schritt 3: Verbinden Sie jedes Atom, indem Sie ein Elektronenpaar zwischen ihnen platzieren
Nun müssen Sie im HCN-Molekül die Elektronenpaare zwischen den Kohlenstoffatomen (C) und den Wasserstoffatomen (H) sowie zwischen den Kohlenstoffatomen (C) und den Stickstoffatomen (N) platzieren.
Dies weist darauf hin, dass diese Atome in einem HCN-Molekül chemisch miteinander verbunden sind.
Schritt 4: Machen Sie die externen Atome stabil
In diesem Schritt müssen Sie die Stabilität der externen Atome überprüfen.
Hier in der Skizze des HCN-Moleküls können Sie sehen, dass die äußeren Atome das Wasserstoffatom und das Stickstoffatom sind.
Diese Wasserstoff- und Stickstoffatome bilden ein Duplett bzw. ein Oktett und sind daher stabil.
Zusätzlich haben wir in Schritt 1 die Gesamtzahl der im HCN-Molekül vorhandenen Valenzelektronen berechnet.
Das HCN-Molekül hat insgesamt 10 Valenzelektronen und alle diese Valenzelektronen werden im obigen Diagramm von HCN verwendet.
Es gibt daher keine Elektronenpaare mehr, die am Zentralatom festgehalten werden könnten.
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 Kohlenstoffatom (C) stabil ist oder nicht.
Um die Stabilität des zentralen Kohlenstoffatoms (C) zu überprüfen, müssen wir prüfen, ob es ein Oktett bildet oder nicht.
Leider bildet das Kohlenstoffatom hier kein Oktett. Kohlenstoff hat nur 4 Elektronen und ist instabil.
Um dieses Kohlenstoffatom nun stabil zu machen, müssen Sie das Elektronenpaar des äußeren Stickstoffatoms so verschieben, dass das Kohlenstoffatom 8 Elektronen (also ein Oktett) haben kann.
Doch nach der Bewegung eines Elektronenpaares bildet das Kohlenstoffatom immer noch kein Oktett, da es nur 6 Elektronen hat.
Auch hier müssen wir ein zusätzliches Elektronenpaar vom Stickstoffatom entfernen.
Nach der Bewegung dieses Elektronenpaares erhält das zentrale Kohlenstoffatom zwei weitere Elektronen und seine Gesamtelektronenzahl beträgt somit 8.
Im Bild oben sehen Sie, dass das Kohlenstoffatom ein Oktett bildet.
Und deshalb ist das Kohlenstoffatom stabil.
Kommen wir nun zum letzten Schritt, um zu überprüfen, ob die Lewis-Struktur von HCN 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 HCN überprüfen müssen.
Die Stabilität der Lewis-Struktur kann mithilfe eines formalen Ladungskonzepts überprüft werden.
Kurz gesagt, wir müssen nun die formale Ladung der im HCN-Molekül vorhandenen Wasserstoff- (H), Kohlenstoff- (C) und Stickstoffatome (N) 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 HCN-Moleküls sehen.
Für das Wasserstoffatom (H):
Valenzelektron = 1 (da Wasserstoff in Gruppe 1 ist)
Bindungselektronen = 2
Nichtbindende Elektronen = 0
Für das Kohlenstoffatom (C):
Valenzelektronen = 4 (da Kohlenstoff in Gruppe 14 ist)
Bindungselektronen = 8
Nichtbindende Elektronen = 0
Für das Stickstoffatom (N):
Valenzelektronen = 5 (weil Stickstoff in Gruppe 15 ist)
Bindungselektronen = 6
Nichtbindende Elektronen = 2
| Formelle Anklage | = | Valenzelektronen | – | (Bindungselektronen)/2 | – | Nichtbindende Elektronen | ||
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| VS | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| NICHT | = | 5 | – | 6/2 | – | 2 | = | 0 |
Aus den obigen Berechnungen der formalen Ladung können Sie erkennen, dass das Wasserstoffatom (H) , das Kohlenstoffatom (C) und das Stickstoffatom (N) eine formale Ladung von „Null“ haben .
Dies weist darauf hin, dass die obige Lewis-Struktur von HCN stabil ist und es keine weitere Änderung in der obigen Struktur von HCN gibt.
In der obigen Lewis-Punkt-Struktur von HCN kann man jedes Bindungselektronenpaar (:) auch als Einzelbindung (|) darstellen. Dies führt zu der folgenden Lewis-Struktur von HCN.
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):