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。
XeO3 ルイス構造は、中心にキセノン (Xe) 原子があり、その周りを 3 つの酸素 (O) 原子が取り囲んでいます。キセノン (Xe) と 3 つの酸素原子 (O) の間には二重結合があります。キセノン (Xe) 原子には 1 つの非共有電子対があり、酸素 (O) 原子には 2 つの非共有電子対があります。
上の XeO3 のルイス構造の図を見て何も理解できなかった場合は、そのままお付き合いください。XeO3 のルイス構造の描き方について、ステップバイステップで詳細に説明します。
それでは、XeO3 分子のルイス構造を描く手順に進みましょう。
XeO3 ルイス構造を描画する手順
ステップ 1: XeO3 内の価電子の総数を求める
XeO3 分子内の価電子の総数を求めるには、まず酸素原子だけでなくキセノン原子にも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キセノンと酸素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
XeO3 分子内の総価電子
→ キセノン原子によって与えられる価電子:
キセノンは、周期表の第 18 族の元素です。 [1]したがって、キセノンに存在する価電子は8です。
上の画像に示すように、キセノン原子には 8 つの価電子が存在することがわかります。
→ 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。 [2]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。
それで、
XeO3 分子内の総価電子= 1 つのキセノン原子によって供与される価電子 + 3 つの酸素原子によって供与される価電子 = 8 + 6(3) = 26 。
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 XeO3 であり、これにはキセノン (Xe) 原子と酸素 (O) 原子が含まれています。
上記の周期表でキセノン原子（Xe）と酸素原子（O）の電気陰性度の値を確認できます。
キセノン (Xe) と酸素 (O) の電気陰性度の値を比較すると、キセノン原子の方が電気陰性度が低くなります。
ここで、キセノン (Xe) 原子が中心原子であり、酸素 (O) 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、XeO3 分子では、キセノン原子 (Xe) と酸素原子 (O) の間に電子対を置く必要があります。
これは、XeO3 分子内でキセノン (Xe) と酸素 (O) 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 XeO3 分子のスケッチでは、外側の原子が酸素原子であることがわかります。
これらの外部酸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、XeO3 分子内に存在する価電子の総数を計算しました。
XeO3 分子には合計26 個の価電子があり、上の図ではそのうち24 個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 = 26 – 24 = 2 となります。
これら2 つの電子を、XeO3 分子の上の図の中央のキセノン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、中心のキセノン (Xe) 原子が安定であるかどうかを確認する必要があります。
中心のキセノン（Xe）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、キセノン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、中心のキセノン原子は安定しています。
それでは、XeO3 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、XeO3 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、XeO3 分子に存在するキセノン原子 (Xe) と酸素原子 (O) の形式電荷を見つける必要があります。
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、XeO3 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。
キセノン原子 (Xe) の場合:
価電子 = 8 (キセノンは 18 族に属するため)
結合電子 = 6
非結合電子 = 2
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
| 正式な告発 | = | 価電子 | – | (結合電子)/2 | – | 非結合電子 | ||
| ゼ | = | 8 | – | 6/2 | – | 2 | = | +3 |
| おお | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
上記の正式な電荷計算から、キセノン (Xe) 原子の電荷は+3であるのに対し、すべての酸素原子の電荷は-1 であることがわかります。
これは、XeO3 のルイス構造が安定していないことを示しています。
したがって、電子対を酸素原子からキセノン原子に移動させて、これらの電荷を最小限に抑える必要があります。
電子対が酸素原子からキセノン原子に移動すると、キセノン原子と酸素原子の電荷はゼロになります。そしてそれはより安定したルイス構造です。 (下の画像を参照)。
XeO3 分子の上記のルイス ドット構造では、各結合電子対 (:) を単結合 (|) として表すこともできます。そうすると、XeO3 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)。