上の画像はもう見たはずですよね？
上の画像を簡単に説明しますと、
ClO2 ルイス構造は、中心に塩素 (Cl) 原子があり、その周りを 2 つの酸素 (O) 原子が取り囲んでいます。塩素原子 (Cl) と各酸素原子 (O) の間には 2 つの二重結合があります。酸素 (O) 原子には 2 つの非共有電子対があり、塩素 (Cl) 原子には 1 つの非共有電子対と 1 つの不対電子があります。
上の ClO2 のルイス構造の図から何も理解できなかった場合は、 ClO2のルイス構造を描画する方法について段階的に詳しく説明しますので、このままお読みください。
それでは、ClO2 分子のルイス構造を描く手順に進みましょう。
ClO2 のルイス構造を描く手順
ステップ 1: ClO2 の価電子の総数を求める
ClO2 の価電子の総数を求めるには、まず塩素原子と酸素原子に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塩素と酸素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
ClO2 分子内の総価電子
→ 塩素原子によって与えられる価電子:
塩素は、周期表の第 17 族の元素です。 [1]したがって、塩素中に存在する価電子は7です。
上の画像に示すように、塩素原子には 7 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、
ClO 2の総価電子 = 1 つの塩素原子によって与えられる価電子 + 2 つの酸素原子によって与えられる価電子 = 7 + 6(2) = 19 。
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 ClO2 であり、これには塩素原子 (Cl) と酸素原子 (O) が含まれています。
上記周期表の塩素原子（Cl）と酸素原子（O）の電気陰性度の値を確認できます。
塩素 (Cl) と酸素 (O) の電気陰性度の値を比較すると、塩素原子の方が電気陰性度が低くなります。
ここで、塩素 (Cl) 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、ClO2 分子では、塩素原子 (Cl) 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、ClO2 分子内で塩素 (Cl) 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 ClO2 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、ClO2 分子内に存在する価電子の総数を計算しました。
ClO2 分子には合計19 個の価電子があり、上の図ではそのうち16 個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 = 19 – 16 = 3 となります。
これら3 つの電子 (つまり、1 つの電子対と 1 つの不対電子) を、上の ClO2 分子の図の中心の塩素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、ClO2 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、ClO2 分子に存在する塩素 (Cl) 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、ClO2 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。
塩素原子 (Cl) の場合:
電子価 = 7 (塩素は 17 族にあるため)
結合電子 = 4
非結合電子 = 3
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 | ||
| Cl | = | 7 | – | 4/2 | – | 3 | = | +2 |
| おお | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
上記の形式的な電荷の計算から、塩素 (Cl) 原子の電荷は+2であり、酸素 (O) 原子の電荷は -1 であることがわかります。
このため、上記で得られた ClO2 のルイス構造は安定していません。
したがって、電子対を塩素原子に向かって移動させて、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塩素原子に移動すると、ClO2 のルイス構造はより安定になります。
上記の ClO2 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、ClO2 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)。