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。
OCN-ルイス構造は、中心に炭素 (C) 原子があり、その周りを酸素 (O) 原子と窒素 (N) 原子が取り囲んでいます。炭素 (C) と酸素 (O) の間には単結合が 1 つ、炭素 (C) と窒素 (N) の間には三重結合が 1 つあります。酸素 (O) 原子には形式電荷 -1 があります。
OCN イオン (シアネート イオン) のルイス構造の上記の画像を見て何も理解できなかった場合は、 OCN イオン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、OCNイオンのルイス構造を描く手順に進みましょう。
OCN-ルイス構造を描画する手順
ステップ 1: OCN イオンの価電子の総数を求める
OCN イオン (シアン酸イオン) の価電子の総数を求めるには、まず酸素原子、炭素原子、窒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、周期表を使用して酸素、炭素、窒素の価電子を簡単に見つける方法を説明します。
OCNイオンの総価電子数
→ 酸素原子によって与えられる価電子:
酸素は、周期表の第 16 族の元素です。 [1]したがって、酸素に存在する価電子は6です。
上の画像に示すように、酸素原子には 6 つの価電子が存在することがわかります。
→ 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。 [2]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。
→ 窒素原子によって与えられる価電子:
窒素は、周期表の第 15 族の元素です。 [3]したがって、窒素中に存在する価電子は5です。
上の画像に示すように、窒素原子には 5 つの価電子が存在することがわかります。
それで、
OCN イオンの総価電子= 酸素原子 1 個から供与される価電子 + 炭素原子 1 個から供与される価電子 + 窒素原子 1 個から供与される価電子 + 負電荷 1 個により余分な電子が 1 個追加される = 6 + 4 + 5 + 1 = １６ ．
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、指定された分子は OCN で、酸素原子 (O)、炭素原子 (C)、窒素原子 (N) が 1 つずつ含まれています。
上記周期表の酸素原子（O）、炭素原子（C）、窒素原子（N）の電気陰性度の値がわかります。
酸素原子（O）、炭素原子（C）、窒素原子（N）の電気陰性度の値を比較すると、炭素原子の方が電気陰性度が低くなります。
ここで、炭素 (C) 原子が中心原子であり、酸素 (O) 原子と窒素 (N) 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
さて、OCN 分子では、酸素原子 (O)、炭素原子 (C)、窒素原子 (N) の間に電子対を置く必要があります。
これは、OCN分子内で酸素原子(O)、炭素原子(C)、窒素原子(N)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。
OCN 分子のスケッチでは、外側の原子が酸素原子と窒素原子であることがわかります。
これらの外部の酸素原子と窒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、OCN イオンに存在する価電子の総数を計算しました。
OCN イオンには合計16 個の価電子があり、上の図ではこれらすべての価電子が使用されています。
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します。オクテットがない場合は、非共有電子対を移動して二重結合または三重結合を形成します。
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。
残念ながら、ここでは炭素原子はオクテットを形成しません。炭素には電子が4つしかなく、不安定です。
ここで、この炭素原子を安定させるには、炭素原子が 8 個の電子 (つまり 1 オクテット) を持つことができるように、外側の窒素原子の電子対をシフトする必要があります。
(注:電気陰性度の低い原子の電子対を移動する必要があることに注意してください。
実際、電気陰性度が低い原子ほど電子を供与する傾向が大きくなります。
ここで窒素原子と酸素原子を比較すると、窒素原子の方が電気陰性度が低くなります。
したがって、窒素原子の電子対を移動する必要があります。)
しかし、一対の電子を移動させた後でも、炭素原子は電子を 6 個しか持たないため、依然としてオクテットを形成しません。
繰り返しますが、窒素原子からのみ追加の電子対を移動させる必要があります。 (窒素は酸素よりも電気陰性度が低いためです。)
この一対の電子を移動させた後、中心の炭素原子はさらに 2 個の電子を受け取り、その合計電子数は 8 個になります。
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。
したがって、炭素原子は安定です。
それでは、OCN 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、OCN 分子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、OCN 分子に存在する酸素 (O)、炭素 (C)、窒素 (N) の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、OCN 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。
酸素原子 (O) の場合:
価電子 = 6 (酸素は 16 族にあるため)
結合電子 = 2
非結合電子 = 6
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
窒素原子 (N) の場合:
価電子 = 5 (窒素は 15 族にあるため)
結合電子 = 6
非結合電子 = 2
| 正式な告発 | = | 価電子 | – | (結合電子)/2 | – | 非結合電子 | ||
| おお | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
| VS | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| ない | = | 5 | – | 6/2 | – | 2 | = | 0 |
上記の正式な電荷計算から、酸素 (O) 原子の電荷は-1であるのに対し、他の原子の電荷は0であることがわかります。
それでは、これらの電荷を OCN 分子のそれぞれの原子に保持してみましょう。
OCN 分子のこの全体の-1電荷は、下の図に示されています。
上記の OCN イオンのルイス 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、OCNイオンの以下のルイス構造が得られます。
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)。