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 C2H4 (エテン) には、2 つの炭素 (C) 原子の間に二重結合があり、炭素 (C) 原子と水素 (H) 原子の間に単結合があります。
C2H4 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、 C2H4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、C2H4 のルイス構造を描く手順に進みましょう。
C2H4 ルイス構造を描画する手順
ステップ 1: C2H4 分子内の価電子の総数を見つける
C2H4 分子内の価電子の総数を求めるには、まず炭素原子と水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と水素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
C2H4 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。
それで、
C2H4 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 + 4 つの水素原子によって供与された価電子 = 4(2) + 1(4) = 12 。
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 C2H4 (またはエテン) であり、これには炭素 (C) 原子と水素 (H) 原子が含まれています。
上記の周期表の炭素原子（C）と水素原子（H）の電気陰性度の値を確認できます。
炭素 (C) と水素 (H) の電気陰性度の値を比較すると、水素原子の方が電気陰性度が低くなります。しかし、ルールによれば、水素は外部に保管しなければなりません。
したがって、ここでは、炭素 (C) 原子が中心原子であり、水素 (H) 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、C2H4 分子では、炭素 – 炭素原子間および炭素 – 水素原子間に電子対を配置する必要があります。
これは、C2H4 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 C2H4 分子の図では、外側の原子が水素原子であることがわかります。
これらの外部水素原子は二重項を形成するため、安定です。
さらに、ステップ 1 では、C2H4 分子内に存在する価電子の総数を計算しました。
C2H4 分子には合計12 個の価電子があり、上の図ではそのうち10 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 = 12 – 10 = 2 となります。
これら2 つの電子を、C2H4 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。バイトがない場合は、非共有電子対を二重結合または三重結合に変換します。
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、C2H4 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、C2H4 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、C2H4 分子に存在する炭素原子 (C) と水素原子 (H) 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、C2H4 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
| 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 |
上記の形式電荷の計算から、炭素 (C) 原子と水素 (H) 原子の形式電荷は「ゼロ」であることがわかります。
これは、C2H4 の上記のルイス構造が安定であり、C2H4 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 C2H4 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、次のような C2H4 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)。