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。
HF（フッ化水素）のルイス構造は、水素（H）原子とフッ素（F）原子が単結合で構成されています。フッ素 (F) 原子には 3 つの孤立電子対があります。
上の HF (フッ化水素) のルイス構造の図を見て何も理解できなかった場合は、このままお付き合いください。HF のルイス構造の描画に関する詳細なステップバイステップの説明が表示されます。
それでは、HF のルイス構造を描く手順に進みましょう。
HF ルイス構造を描画する手順
ステップ 1: HF 分子内の価電子の総数を見つける
HF (フッ化水素) 分子内の価電子の総数を求めるには、まず、単一の水素原子とフッ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、周期表を使って水素とフッ素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
HF 分子内の総価電子
→ 水素原子によって与えられる価電子：
水素は周期表の第 1 族元素です。 [1]したがって、水素に存在する価電子は1です。
上の図に示すように、水素原子には価電子が 1 つだけ存在してい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。
それで、
HF 分子内の総価電子= 1 つの水素原子によって供与される価電子 + 1 つのフッ素原子によって供与される価電子 = 1 + 7 = 8 。
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 HF (フッ素水素) です。原子は 2 つだけなので、それらのいずれかを中心原子として選択できます。
フッ素原子が中心原子であると仮定しましょう (ルイス構造には水素が入らないようにする必要があるため)。
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
さて、HF 分子では、水素原子 (H) とフッ素原子 (F) の間に電子対を置く必要があります。
これは、HF 分子内で水素 (H) 原子とフッ素 (F) 原子が化学結合していることを示しています。
ステップ 4: 外部原子を安定化します。残りの価電子対を中心原子に配置します。
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 HF 分子の図では、中心原子としてフッ素原子を仮定しています。したがって、水素は外部原子です。
したがって、水素原子を安定にしなければなりません。
下の画像では、水素原子が二重項を形成しているため安定していることがわかります。
さらに、ステップ 1 では、HF 分子内に存在する価電子の総数を計算しました。
HF 分子には合計8 つの価電子があり、上の図ではそのうち2 つの価電子のみが使用されています。
したがって、残っている電子の数 = 8 – 2 = 6 となります。
これら6 つの電子を、HF 分子の上の図のフッ素原子に配置する必要があります。
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、中心のフッ素 (F) 原子が安定であるかどうかを確認する必要があります。
中心のフッ素 (F) 原子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、フッ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、中心のフッ素原子は安定です。
それでは、HF 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、HF 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、HF 分子に存在する水素原子 (H) とフッ素原子 (F) 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、HF 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。
水素原子 (H) の場合:
価電子 = 1 (水素はグループ 1 にあるため)
結合電子 = 2
非結合電子 = 0
フッ素原子 (F) の場合:
電子価 = 7 (フッ素は 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 | ||
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| F | = | 7 | – | 2/2 | – | 6 | = | 0 |
上記の形式電荷の計算から、水素 (H) 原子とフッ素 (F) 原子の形式電荷は「ゼロ」であることがわかります。
これは、HF の上記のルイス構造が安定であり、HF 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。
上記の HF 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、HF 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)。