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。
XeH4 ルイス構造は、中心にキセノン (Xe) 原子があり、その周りを 4 つの水素 (H) 原子が取り囲んでいます。キセノン (Xe) 原子と各水素 (H) 原子の間には 4 つの単結合があります。キセノン (Xe) 原子には 2 つの孤立電子対があります。
上記の XeH4 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。XeH4 のルイス構造を描画する方法について、ステップごとに詳細に説明します。
それでは、XeH4 のルイス構造を描く手順に進みましょう。
XeH4 ルイス構造を描画する手順
ステップ 1: XeH4 分子内の価電子の総数を見つける
XeH4 分子内の価電子の総数を求めるには、まず水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、周期表を使って水素だけでなくキセノンの価電子を簡単に求める方法を説明します。
XeH4 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。
→ 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、
XeH4 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た価電子 + 4 つの水素原子によって供与された価電子 = 8 + 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 XeH4 であり、これにはキセノン原子 (Xe) と水素原子 (H) が含まれています。
上記の周期表でキセノン原子（Xe）と水素原子（H）の電気陰性度の値を確認できます。
キセノン (Xe) 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。
ここで、キセノン (Xe) 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
さて、XeH4 分子では、キセノン原子 (Xe) と水素原子 (H) の間に電子対を置く必要があります。
これは、XeH4 分子内でキセノン (Xe) と水素 (H) 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 XeH4 分子のスケッチでは、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、XeH4 分子内に存在する価電子の総数を計算しました。
XeH4 分子には合計12 個の価電子があり、上の図ではそのうち8 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 = 12 – 8 = 4 となります。
これら4 つの電子を、XeH4 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: ルイス構造の安定性を確認する
これで、XeH4 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、XeH4 分子に存在するキセノン原子 (Xe) と水素原子 (H) 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
以下の画像では、XeH4 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 = 8
非結合電子 = 4
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 | ||
| ゼ | = | 8 | – | 8/2 | – | 4 | = | 0 |
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
上記の形式電荷の計算から、キセノン (Xe) 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、XeH4 の上記のルイス構造が安定であり、XeH4 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 XeH4 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、XeH4 の次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)。