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。
AsO4 3-Lewis 構造は、中心にヒ素 (As) 原子があり、その周りを 4 つの酸素 (O) 原子が取り囲んでいます。ヒ素 (As) 原子と各酸素 (O) 原子の間には、1 つの二重結合と 3 つの単結合があります。二重結合酸素原子 (O) 上には 2 つの非共有電子対があり、単結合酸素原子 (O) 上には 3 つの非共有電子対があります。
上の AsO4 3-ルイス構造の画像から何も理解できなかった場合は、 AsO4 3-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、AsO4 3-イオンのルイス構造を描く手順に進みましょう。
AsO4 3-ルイス構造を描画する手順
ステップ 1: AsO4 3 イオンの価電子の総数を求める
AsO4 3- イオンの価電子の総数を求めるには、まず酸素原子だけでなくヒ素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ヒ素と酸素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
AsO4 3 イオンの総価電子
→ ヒ素原子によって与えられる価電子:
ヒ素は、周期表の第 15 族の元素です。 [1]したがって、ヒ素に存在する価電子は5です。
上の画像に示すように、ヒ素原子には 5 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、
AsO4 3-イオンの総価電子= 1 つのヒ素原子によって供与された価電子 + 4 つの酸素原子によって供与された価電子 + 3 つの負電荷により 3 つの余分な電子が追加される = 5 + 6(4) + 3 = 32 。
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、与えられたイオンは AsO4 3- イオンであり、これにはヒ素 (As) 原子と酸素 (O) 原子が含まれています。
上記の周期表で、ヒ素 (As) 原子と酸素 (O) 原子の電気陰性度の値を確認できます。
ヒ素 (As) と酸素 (O) の電気陰性度の値を比較すると、ヒ素原子の方が電気陰性度が低くなります。
ここで、ヒ素 (As) 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
AsO4 分子では、ヒ素原子 (As) と酸素原子 (O) の間に電子対を配置する必要があります。
これは、AsO4 分子内でヒ素 (As) 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 AsO4 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、AsO4 3-イオンに存在する価電子の総数を計算しました。
AsO4 3-イオンには合計32 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: ルイス構造の安定性を確認する
これで、AsO4 3-イオン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、AsO4 分子に存在するヒ素 (As) 原子と酸素 (O) 原子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、AsO4 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。
ヒ素原子 (As) の場合:
価電子 = 5 (ヒ素は 15 族にあるため)
結合電子 = 8
非結合電子 = 0
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 | ||
| エース | = | 5 | – | 8/2 | – | 0 | = | +1 |
| おお | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
上記の形式的な電荷計算から、ヒ素 (As) 原子は+1の電荷を持ち、酸素原子は-1の電荷を持っていることがわかります。
それでは、これらの電荷を AsO4 分子のそれぞれの原子に保持してみましょう。
上の画像は、AsO4 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ヒ素原子に移動させて、これらの電荷を最小限に抑える必要があります。
電子対を酸素原子からヒ素原子に移動すると、ヒ素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)。
酸素原子には 3 つの-ve電荷が残り、AsO4 分子に正式な-3電荷が与えられます。 AsO4 分子のこの全体的な-3電荷は、下の図に示されています。
上記の AsO4 3- イオンのルイス 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、次のような AsO4 3- イオン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)。