Sie haben das Bild oben also schon gesehen, oder?
Lassen Sie mich das obige Bild kurz erläutern.
Die Lewis-Struktur H3PO4 (Phosphorsäure) hat ein Phosphoratom (P) im Zentrum, das von einem Sauerstoffatom (O) und drei OH-Gruppen umgeben ist. Zwischen Phosphoratomen (P) und Sauerstoffatomen (O) besteht eine Doppelbindung und zwischen Phosphoratomen (P) und drei OH-Gruppen eine Einfachbindung.
Wenn Sie aus dem obigen Bild der Lewis-Struktur von H3PO4 nichts verstanden haben, dann bleiben Sie bei mir und Sie erhalten eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Erklärung, wie man eine Lewis-Struktur von H3PO4 zeichnet.
Fahren wir also mit den Schritten zum Zeichnen der Lewis-Struktur von H3PO4 fort.
Schritte zum Zeichnen der H3PO4-Lewis-Struktur
Schritt 1: Ermitteln Sie die Gesamtzahl der Valenzelektronen im H3PO4-Molekül
Um die Gesamtzahl der Valenzelektronen im H3PO4-Molekül (Phosphorsäure) zu ermitteln, müssen Sie zunächst die Valenzelektronen kennen, die im Wasserstoffatom , Phosphoratom sowie im Sauerstoffatom 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, Phosphor und Sauerstoff finden.
Gesamtvalenzelektronen im H3PO4-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 Phosphoratom gegebene Valenzelektronen:
Phosphor ist ein Element der 15. Gruppe des Periodensystems. [2] 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. [3] 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 H3PO4-Molekül = von 3 Wasserstoffatomen gespendete Valenzelektronen + von 1 Phosphoratom gespendete Valenzelektronen + von 4 Sauerstoffatomen gespendete Valenzelektronen = 1(3) + 5 + 6 (4) = 32 .
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 H3PO4 und es enthält Wasserstoffatome (H), Phosphoratome (P) und Sauerstoffatome (O).
Gemäß der Regel müssen wir also den Wasserstoff fernhalten.
Jetzt können Sie 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 das Sauerstoffatom (O) das Außenatom.
Schritt 3: Verbinden Sie jedes Atom, indem Sie ein Elektronenpaar zwischen ihnen platzieren
Nun müssen Sie im H3PO4-Molekül die Elektronenpaare zwischen den Phosphoratomen (P) und den Sauerstoffatomen (O) sowie zwischen den Sauerstoffatomen (O) und den Wasserstoffatomen (H) platzieren.
Dies weist darauf hin, dass diese Atome in einem H3PO4-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 H3PO4-Moleküls sieht man, dass die äußeren Atome Wasserstoffatome und Sauerstoffatome sind.
Diese Wasserstoff- und Sauerstoffatome bilden ein Duplett bzw. ein Oktett und sind daher stabil.
Zusätzlich haben wir in Schritt 1 die Gesamtzahl der im H3PO4-Molekül vorhandenen Valenzelektronen berechnet.
Das H3PO4-Molekül verfügt über insgesamt 32 Valenzelektronen und alle diese Valenzelektronen werden im obigen Diagramm von H3PO4 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
In diesem Schritt müssen Sie prüfen, ob das zentrale Phosphoratom (P) stabil ist oder nicht.
Um die Stabilität des zentralen Phosphoratoms (P) zu überprüfen, müssen wir prüfen, ob es ein Oktett bildet oder nicht.
Im Bild oben sehen Sie, dass das Phosphoratom ein Oktett bildet. Das heißt, es hat 8 Elektronen.
Und deshalb ist das zentrale Phosphoratom stabil.
Kommen wir nun zum letzten Schritt, um zu überprüfen, ob die Lewis-Struktur von H3PO4 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 H3PO4 überprüfen müssen.
Die Stabilität der Lewis-Struktur kann mithilfe eines formalen Ladungskonzepts überprüft werden.
Kurz gesagt, wir müssen nun die formale Ladung der im H3PO4-Molekül vorhandenen Atome von Wasserstoff (H), Phosphor (P) und Sauerstoff (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 H3PO4-Moleküls sehen.
Für das Wasserstoffatom (H):
Valenzelektron = 1 (da Wasserstoff in Gruppe 1 ist)
Bindungselektronen = 2
Nichtbindende Elektronen = 0
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
Für das Sauerstoffatom (O) (aus der OH-Gruppe):
Valenzelektronen = 6 (da Sauerstoff in Gruppe 16 ist)
Bindungselektronen = 4
Nichtbindende Elektronen = 4
| Formelle Anklage | = | Valenzelektronen | – | (Bindungselektronen)/2 | – | Nichtbindende Elektronen | ||
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| P. | = | 5 | – | 8/2 | – | 0 | = | +1 |
| Oh | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
| O (aus der OH-Gruppe) | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
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 H3PO4-Moleküls belassen.
Die obige Lewis-Struktur von H3PO4 ist nicht stabil. Wir müssen diese Ladungen daher minimieren, indem wir die Elektronenpaare vom Sauerstoffatom zum Phosphoratom bewegen.
Nach der Bewegung des Elektronenpaares vom Sauerstoffatom zum Phosphoratom wird die Lewis-Struktur von H3PO4 stabiler.
In der obigen Lewis-Punkt-Struktur von H3PO4 können Sie jedes Bindungselektronenpaar (:) auch als Einfachbindung (|) darstellen. Dies führt zu der folgenden Lewis-Struktur von H3PO4.
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):