Sie haben das Bild oben also schon gesehen, oder?
Lassen Sie mich das obige Bild kurz erläutern.
Die CN-(Cyanidion)-Lewis-Struktur besteht aus einem Kohlenstoffatom (C) und einem Stickstoffatom (N), zwischen denen sich eine Dreifachbindung befindet. Am Kohlenstoffatom (C) und am Stickstoffatom (N) befindet sich je ein freies Elektronenpaar. Am Kohlenstoffatom (C) liegt die formale Ladung -1 vor.
Wenn Sie aus dem obigen Bild der CN-(Cyanid-Ion)-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 CN-Ions .
Fahren wir also mit den Schritten zum Zeichnen der Lewis-Struktur des CN-Ions fort.
Schritte zum Zeichnen der CN-Lewis-Struktur
Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen im CN-Ion
Um die Gesamtzahl der Valenzelektronen in einem CN- (Cyanid-Ion) zu ermitteln, müssen Sie zunächst die Valenzelektronen kennen, die in einem einzelnen 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 Kohlenstoff und Stickstoff finden.
Gesamtvalenzelektronen im CN-Ion
→ Vom Kohlenstoffatom gegebene Valenzelektronen:
Kohlenstoff ist ein Element der Gruppe 14 des Periodensystems. [1] 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. [2] Daher sind im Stickstoff 5 Valenzelektronen vorhanden.
Sie können die 5 Valenzelektronen im Stickstoffatom sehen, wie im Bild oben gezeigt.
Also,
Gesamte Valenzelektronen im CN-Ion = von 1 Kohlenstoffatom gespendete Valenzelektronen + von 1 Stickstoffatom gespendete Valenzelektronen + 1 zusätzliches Elektron wird aufgrund einer negativen Ladung hinzugefügt = 4 + 5 + 1 = 10 .
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 Ion CN-Ion. Da es nur zwei Atome hat, können Sie jedes davon als Zentralatom auswählen.
Angenommen, das Kohlenstoffatom ist ein Zentralatom.
(Sie sollten das am wenigsten elektronegative Atom als Zentralatom betrachten.)
Schritt 3: Verbinden Sie jedes Atom, indem Sie ein Elektronenpaar zwischen ihnen platzieren
Nun müssen Sie im CN-Molekül die Elektronenpaare zwischen dem Kohlenstoffatom (C) und dem Stickstoffatom (N) platzieren.
Dies weist darauf hin, dass das Kohlenstoffatom (C) und das Stickstoffatom (N) in einem CN-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 des externen Atoms überprüfen.
Hier im Diagramm des CN-Moleküls haben wir angenommen, dass das Kohlenstoffatom das Zentralatom ist. Stickstoff ist also das äußere Atom.
Wir müssen daher das Stickstoffatom stabil machen.
Im Bild unten sehen Sie, dass das Stickstoffatom ein Oktett bildet und daher stabil ist.
Zusätzlich haben wir in Schritt 1 die Gesamtzahl der im CN-Ion vorhandenen Valenzelektronen berechnet.
Das CN-Ion hat insgesamt 10 Valenzelektronen und von diesen werden im obigen Diagramm nur 8 Valenzelektronen verwendet.
Die Anzahl der verbleibenden Elektronen beträgt also = 10 – 8 = 2 .
Sie müssen diese beiden Elektronen auf das Kohlenstoffatom im obigen Diagramm des CN-Moleküls legen.
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 dieses Kohlenstoffatoms (C) zu überprüfen, müssen wir prüfen, ob es ein Oktett bildet oder nicht.
Leider bildet dieses Kohlenstoffatom hier kein Oktett. Kohlenstoff hat nur 4 Elektronen und ist instabil.
Um dieses Kohlenstoffatom nun stabil zu machen, müssen Sie 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 ein zusätzliches Elektronenpaar vom Stickstoffatom entfernen.
Durch die Bewegung dieses Elektronenpaares erhält das Kohlenstoffatom zwei weitere Elektronen und somit beträgt seine Gesamtelektronenzahl 8.
Im Bild oben sehen Sie, dass das Kohlenstoffatom ein Oktett bildet, weil es 8 Elektronen hat.
Kommen wir nun zum letzten Schritt, um zu überprüfen, ob die obige Lewis-Struktur 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 CN-Lewis-Struktur überprüfen müssen.
Die Stabilität der Lewis-Struktur kann mithilfe eines formalen Ladungskonzepts überprüft werden.
Kurz gesagt, wir müssen nun die formale Ladung des Kohlenstoffatoms (C) sowie des Stickstoffatoms (N) im CN-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 CN-Moleküls sehen.
Für das Kohlenstoffatom (C):
Valenzelektronen = 4 (da Kohlenstoff in Gruppe 14 ist)
Bindungselektronen = 6
Nichtbindende Elektronen = 2
Für das Stickstoffatom (N):
Valenzelektronen = 5 (weil Stickstoff in Gruppe 15 ist)
Bindungselektronen = 6
Nichtbindende Elektronen = 2
| Formelle Anklage | = | Valenzelektronen | – | (Bindungselektronen)/2 | – | Nichtbindende Elektronen | ||
| VS | = | 4 | – | 6/2 | – | 2 | = | -1 |
| NICHT | = | 5 | – | 6/2 | – | 2 | = | 0 |
Aus den obigen formalen Ladungsberechnungen können Sie ersehen, dass das Kohlenstoffatom (C) eine Ladung von -1 und das Stickstoffatom (N) eine Ladung von 0 hat.
Lassen Sie uns diese Ladungen also auf den jeweiligen Atomen des CN-Moleküls belassen.
Diese Gesamtladung des CN-Moleküls von -1 ist im Bild unten dargestellt.
In der obigen Lewis-Punkt-Struktur des CN-Ions kann man jedes Bindungselektronenpaar (:) auch als Einfachbindung (|) darstellen. Auf diese Weise erhalten Sie die folgende Lewis-Struktur des CN-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):