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。
CO 3 2-ルイス構造は、中心に炭素 (C) 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。炭素 (C) 原子と各酸素 (O) 原子の間には、2 つの単結合と 1 つの二重結合があります。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。
CO3 2- 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、イオン CO3 2-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、CO3 2- イオンのルイス構造を描く手順に進みましょう。
CO3 2-ルイス構造を描く手順
ステップ 1: CO3 2 イオンの価電子の総数を求める
CO3 2- 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炭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、周期表を使って炭素と酸素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
CO3 2 イオンの総価電子
→ 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。
→ 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、
CO 3 2-イオンの価電子の合計= 1 つの炭素原子によって供与された価電子 + 3 つの酸素原子によって供与された価電子 + 2 つの負の電荷により 2 つの余分な電子が追加される = 4 + 6 (3) + 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。
ここで、与えられたイオンは CO3 2- であり、これには炭素 (C) 原子と酸素 (O) 原子が含まれています。
上記の周期表の炭素原子（C）と酸素原子（O）の電気陰性度の値を確認できます。
炭素 (C) と酸素 (O) の電気陰性度の値を比較すると、炭素原子の方が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、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
ここで、CO3 分子では、炭素原子 (C) 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、CO3分子内で炭素（C）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 CO3 分子の図では、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、CO3 2-イオンに存在する価電子の総数を計算しました。
CO3 2-イオンには合計24 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: 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。
中心の炭素原子 (C) 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。
残念ながら、ここでは炭素原子はオクテットを形成しません。炭素は電子が6個しかなく不安定です。
さて、この炭素原子を安定させるには、外側の酸素原子から電子対を移動させて炭素原子をより安定させる必要があります。
この一対の電子を移動させた後、中心の炭素原子はさらに 2 個の電子を受け取り、その合計電子数は 8 個になります。
上の画像では、炭素原子には 8 つの電子があるため、オクテットを形成していることがわかります。
それでは、上記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、CO 3 2-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、CO 3 2-イオンに存在する炭素 (C) 原子と酸素 (O) 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、CO 3 2-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
単結合酸素 (O) 原子の場合:
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
二重結合した酸素 (O) 原子の場合:
価電子 = 6 (酸素は 16 族にあるため)
結合電子 = 4
非結合電子 = 4
| 正式な告発 | = | 価電子 | – | (結合電子)/2 | – | 非結合電子 | ||
| VS | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| O（単結合） | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
| O (ダブルホップ) | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
上記の形式的な電荷の計算から、単結合の酸素 (O) 原子は-1 の電荷を持ち、他の原子は0 の電荷を持っていることがわかります。
したがって、これらの電荷を CO 3分子のそれぞれの原子に保持してみましょう。
CO 3分子のこの全体的な-2電荷は、下の図に示されています。
上記の CO 3 2-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 CO 3 2-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)。