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 OH- (水酸化物イオン) は酸素原子 (O) と水素原子 (H) があり、それらの間に単結合が含まれています。酸素 (O) 原子上には 3 つの孤立電子対があります。酸素 (O) 原子には形式電荷 -1 があります。
上のルイス構造 OH- (水酸化物イオン) の図を見て何も理解できなかった場合は、ルイス構造 d’ OH- イオン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、OH イオンのルイス構造を描く手順に進みましょう。
OH-ルイス構造を描く手順
ステップ 1: OH イオンの価電子の総数を求める
OH- (水酸化物イオン) の価電子の総数を求めるには、まず、水素原子だけでなく単一の酸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、周期表を使って酸素と水素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
OH イオンの総価電子
→ 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。 [1]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。
→ 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、
OH- イオンの総価電子= 酸素原子 1 個から供与される価電子 + 水素原子 1 個から供与される価電子 + 負電荷 1 個により余分な電子が 1 個追加される = 6 + 1 + 1 = 8 。
ステップ 2: 中心原子を選択する
ここで、与えられたイオンは OH イオンです。原子は 2 つだけなので、それらのいずれかを中心原子として選択できます。
(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。)
酸素原子が中心原子であると仮定しましょう (ルイス構造では水素を排除する必要があるため)。
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、OH 分子では、酸素原子 (O) 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、OH分子内で酸素原子(O)と水素原子(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 OH 分子の図では、酸素原子が中心原子であると仮定しました。したがって、水素は外部原子です。
したがって、水素原子を安定にしなければなりません。
下の画像では、水素原子が二重項を形成しているため安定していることがわかります。
さらに、ステップ 1 では、OH イオンに存在する価電子の総数を計算しました。
OH- イオンには合計8 つの価電子があり、上の図ではそのうち2 つ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 = 8 – 2 = 6 となります。
これら6 つの電子を、OH 分子の上の図の酸素原子上に配置する必要があります。
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する
このステップでは、中心の酸素 (O) 原子が安定であるかどうかを確認する必要があります。
酸素 (O) 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、酸素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、酸素原子は安定です。
それでは、OH 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、OH 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、OH 分子に存在する酸素原子 (O) 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
下の画像では、OH 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。
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
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 | ||
| おお | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
上記の形式的な電荷計算から、酸素 (O) 原子の電荷は-1であり、水素 (H) 原子の電荷は 0 であることがわかります。
それでは、これらの電荷を OH 分子のそれぞれの原子に保持してみましょう。
OH 分子のこの全体の-1電荷は、下の画像に示されています。
上記の OH イオンのルイス 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 OH 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)。