上の画像はもう見たはずですよね？
上の画像について簡単に説明します。
CFCl3 ルイス構造は、中心に炭素 (C) 原子があり、その周りをフッ素 (F) 原子と 3 つの塩素 (Cl) 原子が取り囲んでいます。炭素-フッ素原子と炭素-塩素原子の間には単結合があります。フッ素 (F) 原子と塩素 (Cl) 原子には 3 つの孤立電子対があります。
CFCl3 のルイス構造の上の画像から何も理解できなかった場合は、 CFCl3のルイス構造を描画する方法について段階的に詳しく説明しますので、このままお読みください。
それでは、CFCl3 のルイス構造を描く手順に進みましょう。
CFCl3 のルイス構造を描画する手順
ステップ 1: CFCl3 分子内の価電子の総数を求める
CFCl3分子内の価電子の総数を求めるには、まず炭素原子、フッ素原子、塩素原子に存在する価電子を知る必要があります。
(価電子は、原子の最も外側の軌道に存在する電子です。)
ここでは周期表を使って炭素、フッ素、塩素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
CFCl3 分子内の総価電子
→ 炭素原子によって与えられる価電子:
炭素は周期表の第 14 族の元素です。 [1]したがって、炭素に存在する価電子は4です。
上の画像に示すように、炭素原子には 4 つの価電子が存在することがわかります。
→ フッ素原子によって与えられる価電子：
蛍石は、周期表の第 17 族の元素です。[2]したがって、蛍石に存在する価電子は7です。
上の画像に示すように、フッ素原子には 7 つの価電子が存在することがわかります。
→ 塩素原子によって与えられる価電子:
塩素は、周期表の第 17 族の元素です。 [3]したがって、塩素中に存在する価電子は7です。
上の画像に示すように、塩素原子には 7 つの価電子が存在することがわかります。
それで、
CFCl3 分子の総価電子= 1 個の炭素原子によって供与された価電子 + 1 個のフッ素原子によって供与された価電子 + 3 個の塩素原子によって供与された価電子 = 4 + 7 + 7(3) = 32 。
ステップ 2: 中心原子を選択する
中心原子を選択するには、最も電気陰性度の低い原子が中心に残ることを覚えておく必要があります。
ここで、与えられた分子は CFCl3 であり、これには炭素原子 (C)、フッ素原子 (F)、塩素原子 (Cl) が含まれています。
上記の周期表で炭素原子（C）、フッ素原子（F）、塩素原子（Cl）の電気陰性度の値を確認できます。
炭素 (C)、フッ素 (F)、塩素 (Cl) の電気陰性度の値を比較すると、炭素原子の電気陰性度が低くなります。
ここで、炭素 (C) 原子が中心原子、フッ素 (F) 原子と塩素 (Cl) 原子が外側の原子です。
ステップ 3: 各原子の間に電子対を配置して各原子を接続する
ここで、CFCl3 分子では、炭素原子 (C)、フッ素原子 (F)、塩素原子 (Cl) の間に電子対を配置する必要があります。
これは、CFCl3 分子内で炭素 (C)、フッ素 (F)、塩素 (Cl) が化学結合していることを示しています。
ステップ 4: 外部原子を安定化する
このステップでは、外部原子の安定性をチェックする必要があります。
ここの CFCl3 分子のスケッチでは、外側の原子がフッ素原子と塩素原子であることがわかります。
これらの外部のフッ素原子と塩素原子はオクテットを形成するため、安定しています。
さらに、ステップ 1 では、CFCl3 分子内に存在する価電子の総数を計算しました。
CFCl3 分子には合計32 個の価電子があり、これらすべての価電子が上の CFCl3 の図で使用されています。
したがって、中心原子上に保持すべき電子の対はもう存在しません。
それでは、次のステップに進みましょう。
ステップ 5: 中心原子のオクテットを確認する
このステップでは、中心の炭素原子 (C) が安定であるかどうかを確認する必要があります。
中心の炭素原子 (C) の安定性を確認するには、それがオクテットを形成しているかどうかを確認する必要があります。
上の画像では、炭素原子がオクテットを形成していることがわかります。これは電子が8個あることを意味します。
したがって、中心の炭素原子は安定しています。
それでは、CFCl3 のルイス構造が安定であるかどうかを確認する最後のステップに進みましょう。
ステップ 6: ルイス構造の安定性を確認する
これで、CFCl3 のルイス構造の安定性を確認する必要がある最後のステップに到達しました。
ルイス構造の安定性は、形式電荷概念を使用して検証できます。
つまり、CFCl3 分子に存在する炭素 (C)、フッ素 (F)、塩素 (Cl) 原子の形式電荷を見つけなければなりません。
正式な税金を計算するには、次の式を使用する必要があります。
形式電荷 = 価電子 – (結合電子)/2 – 非結合電子
下の画像では、CFCl3 分子の各原子の結合電子と非結合電子の数を確認できます。
炭素原子 (C) の場合:
価電子 = 4 (炭素は 14 族にあるため)
結合電子 = 8
非結合電子 = 0
蛍石原子 (F) の場合:
価電子 = 7 (フッ素は 17 族にあるため)
結合電子 = 2
非結合電子 = 6
塩素原子 (Cl) の場合:
電子価 = 7 (塩素は 17 族にあるため)
結合電子 = 2
非結合電子 = 6
| 正式な告発 | = | 価電子 | – | (結合電子)/2 | – | 非結合電子 | ||
| VS | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| F | = | 7 | – | 2/2 | – | 6 | = | 0 |
| Cl | = | 7 | – | 2/2 | – | 6 | = | 0 |
上記の形式電荷の計算から、炭素 (C)、フッ素 (F)、および塩素 (Cl) 原子の形式電荷は「ゼロ」であることがわかります。
これは、CFCl3 の上記のルイス構造が安定であり、CFCl3 の上記の構造にさらなる変化がないことを示しています。
CFCl3 の上記のルイス ドット構造では、結合電子の各ペア (:) を単結合(|) として表すこともできます。そうすると、CFCl3 は次のようなルイス構造になります。
上記の手順をすべて完全に理解していただければ幸いです。
さらに練習して理解を深めたい場合は、以下にリストされている他のルイス構造を試してみてください。
理解を深めるために、次のルイス構造を試してください (または少なくとも見てください)。