Sie haben das Bild oben also schon gesehen, oder?
Lassen Sie mich das obige Bild kurz erläutern.
Die Lewis-Struktur PO4 3- (Phosphation) hat ein Phosphoratom (P) im Zentrum, das von vier Sauerstoffatomen (O) umgeben ist. Zwischen dem Phosphoratom (P) und jedem Sauerstoffatom (O) gibt es 1 Doppelbindung und 3 Einfachbindungen. Es gibt 2 freie Elektronenpaare an einem doppelt gebundenen Sauerstoffatom (O) und 3 freie Elektronenpaare an einem einfach gebundenen Sauerstoffatom (O).
Wenn Sie aus dem obigen Bild der PO4 3-Lewis-Struktur nichts verstanden haben, bleiben Sie bei mir und Sie erhalten eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Erklärung zum Zeichnen einer Lewis-Struktur des PO4 3- Ions .
Fahren wir also mit den Schritten zum Zeichnen der Lewis-Struktur des PO4 3- Ions fort.
Schritte zum Zeichnen der PO4 3-Lewis-Struktur
Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen im PO4 3-Ion
Um die Gesamtzahl der Valenzelektronen im PO4 3-Ion (Phosphation) zu ermitteln, müssen Sie zunächst die im Phosphoratom und im 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 Phosphor und Sauerstoff finden.
Gesamtvalenzelektronen im PO4 3-Ion
→ Vom Phosphoratom gegebene Valenzelektronen:
Phosphor ist ein Element der 15. Gruppe des Periodensystems. [1] Daher sind in Phosphor 5 Valenzelektronen vorhanden.
Sie können die 5 Valenzelektronen im Phosphoratom sehen, 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 PO4 3- Ion = von 1 Phosphoratom gespendete Valenzelektronen + von 4 Sauerstoffatomen gespendete Valenzelektronen + 3 zusätzliche Elektronen werden aufgrund von 3 negativen Ladungen hinzugefügt = 5 + 6(4) + 3 = 32 .
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 angegebene Ion PO4 3- und enthält Phosphoratome (P) und Sauerstoffatome (O).
Sie können die Elektronegativitätswerte des Phosphoratoms (P) und des Sauerstoffatoms (O) im obigen Periodensystem sehen.
Wenn wir die Elektronegativitätswerte von Phosphor (P) und Sauerstoff (O) vergleichen, dann ist das Phosphoratom weniger elektronegativ .
Dabei ist das Phosphoratom (P) das Zentralatom und die Sauerstoffatome (O) die Außenatome.
Schritt 3: Verbinden Sie jedes Atom, indem Sie ein Elektronenpaar zwischen ihnen platzieren
Nun müssen Sie im PO4-Molekül die Elektronenpaare zwischen dem Phosphoratom (P) und den Sauerstoffatomen (O) platzieren.
Dies weist darauf hin, dass Phosphor (P) und Sauerstoff (O) in einem PO4-Molekül chemisch aneinander gebunden 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 PO4-Moleküls sieht man, dass die äußeren Atome Sauerstoffatome sind.
Diese externen Sauerstoffatome bilden ein Oktett und sind daher stabil.
Zusätzlich haben wir in Schritt 1 die Gesamtzahl der im PO4 3– Ion vorhandenen Valenzelektronen berechnet.
Das PO4 3– Ion hat insgesamt 32 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 die Stabilität der Lewis-Struktur
Jetzt sind Sie beim letzten Schritt angelangt, in dem Sie die Stabilität der Lewis-Struktur des PO4 3– Ions überprüfen müssen.
Die Stabilität der Lewis-Struktur kann mithilfe eines formalen Ladungskonzepts überprüft werden.
Kurz gesagt, wir müssen nun die formale Ladung der Phosphoratome (P) sowie der Sauerstoffatome (O) im PO4-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 PO4-Moleküls sehen.
Für das Phosphoratom (P):
Valenzelektronen = 5 (da Phosphor in Gruppe 15 ist)
Bindungselektronen = 8
Nichtbindende Elektronen = 0
Für das Sauerstoffatom (O):
Valenzelektronen = 6 (da Sauerstoff in Gruppe 16 ist)
Bindungselektronen = 2
Nichtbindende Elektronen = 6
| Formelle Anklage | = | Valenzelektronen | – | (Bindungselektronen)/2 | – | Nichtbindende Elektronen | ||
| P. | = | 5 | – | 8/2 | – | 0 | = | +1 |
| Oh | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
Aus den obigen formalen Ladungsberechnungen können Sie ersehen, dass das Phosphoratom (P) eine Ladung von +1 hat, während das Sauerstoffatom eine Ladung von -1 hat.
Lassen Sie uns diese Ladungen also auf den jeweiligen Atomen des PO4-Moleküls belassen.
Das Bild oben zeigt, dass die Lewis-Struktur von PO4 nicht stabil ist.
Daher müssen wir diese Ladungen minimieren, indem wir das Elektronenpaar vom Sauerstoffatom zum Phosphoratom bewegen.
Nach der Bewegung des Elektronenpaares vom Sauerstoffatom zum Phosphoratom werden die Ladungen des Phosphors und eines Sauerstoffatoms zu Null. Und es ist eine stabilere Lewis-Struktur. (siehe Bild unten).
Auf den Sauerstoffatomen verbleiben drei -ve- Ladungen, was formal zu einer -3- Ladung auf dem PO4-Molekül führt.
Diese Gesamtladung von -3 auf dem PO4-Molekül ist im Bild unten dargestellt.
In der obigen Lewis-Punkt-Struktur des PO4 3-Ions kann man jedes Bindungselektronenpaar (:) auch als Einfachbindung (|) darstellen. Dadurch erhalten Sie die folgende Lewis-Struktur des PO4 3-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):