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。
ルイス構造 C2H2Cl2 (1,2-ジクロロエテン) には、炭素-炭素原子間の二重結合と、炭素-水素原子および炭素-塩素原子間の単結合があります。塩素 (Cl) 原子には 3 つの孤立電子対があります。
C2H2Cl2 のルイス構造の上記の画像から何も理解できなかった場合は、 C2H2Cl2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、C2H2Cl2 のルイス構造を描く手順に進みましょう。
C2H2Cl2 ルイス構造を描画する手順
ステップ 1: C2H2Cl2 分子内の価電子の総数を求める
C2H2Cl2分子内の価電子の総数を求めるには、まず炭素原子、水素原子、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、水素、塩素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
C2H2Cl2 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。
→ 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。[2]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。
→ 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、
C2H2Cl2分子内の総価電子= 2 つの炭素原子によって供与された価電子 + 2 つの水素原子によって供与された価電子 + 2 つの塩素原子によって供与された価電子 = 4(2) + 1(2) + 7(2) = 24 。
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。
(覚えておいてください:指定された分子内に水素が存在する場合は、常に水素を外側に配置してください。)
ここで、与えられた分子は C2H2Cl2 であり、これには炭素 (C) 原子、水素 (H) 原子、塩素 (Cl) 原子が含まれています。
したがって、ルールに従って水素を排除しなければなりません。
これで、上記の周期表の炭素 (C) 原子と塩素 (Cl) 原子の電気陰性度の値がわかります。
炭素 (C) と塩素 (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) 原子が中心原子であり、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、C2H2Cl2 分子では、炭素 (C) 原子と塩素 (Cl) 原子の間、および炭素 (C) 原子と水素 (H) 原子の間に電子対を置く必要があります。
これは、C2H2Cl2 分子内でこれらの原子が互いに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 C2H2Cl2 分子のスケッチでは、外側の原子が水素原子と塩素原子であることがわかります。
これらの水素原子と塩素原子はそれぞれ二重項と八重項を形成するため、安定しています。
さらに、ステップ 1 では、C2H2Cl2 分子内に存在する価電子の総数を計算しました。
C2H2Cl2 分子には合計24 個の価電子があり、上の図ではそのうち22 個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 = 24 – 22 = 2 となります。
これら2 つの電子を、C2H2Cl2 分子の上の図の炭素原子の 1 つ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 (C) 原子の安定性を確認するには、それら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、ここでは炭素原子の 1 つがオクテットを形成していません。
ここで、この炭素原子を安定させるには、非共有電子対を二重結合に変換して、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する必要があります。
この一対の電子が二重結合に変換された後、中心の炭素原子はさらに 2 つの電子を受け取り、その合計電子数は 8 になります。
上の画像では、2 つの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、これらの炭素原子は安定しています。
それでは、C2H2Cl2 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、C2H2Cl2 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、C2H2Cl2 分子に存在する炭素 (C)、水素 (H)、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、C2H2Cl2 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
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
塩素原子 (Cl) の場合:
価電子 = 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 |
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
| Cl | = | 7 | – | 2/2 | – | 6 | = | 0 |
上記の形式電荷の計算から、炭素 (C)、水素 (H)、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、C2H2Cl2 の上記のルイス構造が安定であり、C2H2Cl2 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 C2H2Cl2 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、次の C2H2Cl2 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)。