Sie haben das Bild oben also schon gesehen, oder?
Lassen Sie mich das obige Bild kurz erläutern.
Die HOCN-Lewis-Struktur hat ein Kohlenstoffatom (C) im Zentrum, das von einem Stickstoffatom (N) und einer OH-Gruppe umgeben ist. Zwischen dem Kohlenstoffatom (C) und dem Stickstoffatom (N) besteht eine Dreifachbindung, die übrigen Atome haben eine Einfachbindung. Es gibt 1 freies Elektronenpaar am Stickstoffatom und 2 freie Elektronenpaare am Sauerstoffatom.
Wenn Sie aus dem obigen Bild der HOCN-Lewis-Struktur nichts verstanden haben, dann bleiben Sie bei mir und Sie erhalten eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Erklärung zum Zeichnen einer Lewis-Struktur des HOCN- Moleküls.
Fahren wir also mit den Schritten zum Zeichnen der Lewis-Struktur von HOCN fort.
Schritte zum Zeichnen der HOCN-Lewis-Struktur
Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen im HOCN-Molekül
Um die Gesamtzahl der Valenzelektronen in einem HOCN- Molekül zu ermitteln, müssen Sie zunächst die Valenzelektronen kennen, die im Wasserstoffatom, Sauerstoffatom, Kohlenstoffatom sowie im Stickstoffatom vorhanden sind.
(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, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff finden.
Gesamtvalenzelektronen im HOCN-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 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.
→ Vom Kohlenstoffatom gegebene Valenzelektronen:
Kohlenstoff ist ein Element der Gruppe 14 des Periodensystems. [3] 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. [4] Daher sind im Stickstoff 5 Valenzelektronen vorhanden.
Sie können die 5 Valenzelektronen im Stickstoffatom sehen, wie im Bild oben gezeigt.
Also,
Gesamte Valenzelektronen im HOCN-Molekül = von 1 Wasserstoffatom gespendete Valenzelektronen + von 1 Sauerstoffatom gespendete Valenzelektronen + von 1 Kohlenstoffatom gespendete Valenzelektronen + von 1 Atom gespendete Valenzelektronen d Stickstoff = 1 + 6 + 4 + 5 = 16 .
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 HOCN und enthält ein Wasserstoffatom (H), ein Sauerstoffatom (O), ein Kohlenstoffatom (C) und ein Stickstoffatom (N).
Gemäß der Regel müssen wir also den Wasserstoff fernhalten.
Jetzt können Sie die Elektronegativitätswerte des Sauerstoffatoms (O), des Kohlenstoffatoms (C) und des Stickstoffatoms (N) im obigen Periodensystem sehen.
Wenn wir die Elektronegativitätswerte von Sauerstoff (O), Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) vergleichen, dann ist das Kohlenstoffatom weniger elektronegativ .
Hier ist das Kohlenstoffatom (C) das Zentralatom und das Stickstoffatom (N) und das Sauerstoffatom (O) das Außenatom.
Schritt 3: Verbinden Sie jedes Atom, indem Sie ein Elektronenpaar zwischen ihnen platzieren
Nun müssen Sie im HOCN-Molekül die Elektronenpaare zwischen dem Wasserstoffatom (H), dem Sauerstoffatom (O), dem Kohlenstoffatom (C) und dem Kohlenstoffatom Stickstoff (N) platzieren.
Dies weist darauf hin, dass diese Atome in einem HOCN-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 HOCN-Moleküls sieht man, dass die äußeren Atome Wasserstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffatome sind.
Das Wasserstoffatom bildet ein Duplett und die Sauerstoff- und Stickstoffatome bilden ein Oktett . Sie sind daher stabil.
Zusätzlich haben wir in Schritt 1 die Gesamtzahl der im HOCN-Molekül vorhandenen Valenzelektronen berechnet.
HOCN hat insgesamt 16 Valenzelektronen und alle diese Valenzelektronen werden im obigen Diagramm 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.
(Hinweis: Denken Sie daran, dass Sie das Elektronenpaar des weniger elektronegativen Atoms bewegen müssen.
Tatsächlich hat das weniger elektronegative Atom eine größere Tendenz, Elektronen abzugeben.
Wenn wir hier Stickstoffatome und Sauerstoffatome vergleichen, ist das Stickstoffatom weniger elektronegativ.
Sie müssen also das Elektronenpaar des Stickstoffatoms bewegen.)
Doch nach der Bewegung eines Elektronenpaares bildet das Kohlenstoffatom immer noch kein Oktett, da es nur 6 Elektronen hat.
Auch hier müssen wir nur ein zusätzliches Elektronenpaar vom Stickstoffatom bewegen. (Weil Stickstoff weniger elektronegativ ist als Sauerstoff.)
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.
Das Kohlenstoffatom ist daher stabil.
Fahren wir nun mit dem letzten Schritt fort, um zu überprüfen, ob die Lewis-Struktur von HOCN 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 des HOCN-Moleküls überprüfen müssen.
Die Stabilität der Lewis-Struktur kann mithilfe eines formalen Ladungskonzepts überprüft werden.
Kurz gesagt, wir müssen nun die formale Ladung der im HOCN-Molekül vorhandenen Atome von Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Kohlenstoff (C) und Stickstoff (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 HOCN-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 = 4
Nichtbindende Elektronen = 4
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 |
| Oh | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 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 Sauerstoffatom (O), das Kohlenstoffatom (C) sowie das Kohlenstoffatom Stickstoff (N) eine formale Ladung „Null“ haben.
Dies weist darauf hin, dass die obige Lewis-Struktur von HOCN stabil ist und es keine weitere Änderung in der obigen Struktur von HOCN gibt.
In der obigen Lewis-Punkt-Struktur von HOCN kann man jedes Bindungselektronenpaar (:) auch als Einzelbindung (|) darstellen. Dies führt zu der folgenden Lewis-Struktur von HOCN.
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):