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。
N2 ルイス構造には、間に三重結合を含む 2 つの窒素 (N) 原子があります。 2 つの窒素 (N) 原子上に 1 つの非共有電子対があります。
N2 (窒素ガス) のルイス構造の上記の画像から何も理解できなかった場合は、 N2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、N2 のルイス構造を描く手順に進みましょう。
N2 ルイス構造を描画する手順
ステップ 1: N2 分子内の価電子の総数を見つける
N2 (窒素ガス) 分子内の価電子の総数を調べるには、まず単一の窒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、周期表を使って窒素の価電子を簡単に求める方法を説明します。
N2 分子内の総価電子
→ 窒素原子によって与えられる価電子:
窒素は、周期表の第 15 族の元素です。 [1]したがって、窒素中に存在する価電子は5です。
上の画像に示すように、窒素原子には 5 つの価電子が存在することがわかります。
それで、
分子内の総価電子数 N2 = 5(2) = 10。
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 N2 (窒素ガス) です。両方の原子は同一であるため、いずれかの原子を中心原子として選択できます。
右側の窒素が中心原子であると仮定します。
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、N2 分子では、2 つの窒素 (N) 原子の間に電子対を配置する必要があります。
これは、N2 分子内で 2 つの窒素 (N) 原子が互いに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。
ここで、N2 分子の図では、右側の窒素原子が中心原子であると仮定しました。したがって、左側の窒素は外側の原子です。
したがって、左側の窒素を安定させる必要があります。
下の画像では、左側の窒素原子がオクテット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、N2 分子内に存在する価電子の総数を計算しました。
N2 分子には合計10 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 = 10 – 8 = 2 となります。
これら2 つの電子を、上の N2 分子の図の右側の窒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: 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、中央 (右側) の窒素原子 (N) が安定であるかどうかを確認する必要があります。
この窒素 (N) 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。
残念ながら、この窒素原子はここではオクテットを形成しません。窒素は電子が 4 つしかなく、不安定です。
さて、この窒素原子を安定させるには、左側の窒素原子から電子対を移動させる必要があります。
しかし、一対の電子を移動させた後でも、右側の窒素原子は電子を 6 個しか持っていないため、依然としてオクテットを形成しません。
ここでも、余分な電子対を窒素原子から左側に移動する必要があります。
この電子対を移動させた後、右側の窒素原子はさらに 2 個の電子を受け取ることになり、その合計電子数は 8 個になります。
上の画像では、右側の窒素原子がオクテットを形成していることがわかります。
したがって、この窒素原子は安定です。
それでは、N2 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、N2 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、N2 分子に存在する 2 つの窒素 (N) 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
窒素原子 (N) の場合:
価電子 = 5 (窒素は 15 族にあるため)
結合電子 = 6
非結合電子 = 2
| 正式な告発 | = | 価電子 | – | (結合電子)/2 | – | 非結合電子 | ||
| ない | = | 5 | – | 6/2 | – | 2 | = | 0 |
上記の形式電荷の計算から、2 つの窒素 (N) 原子の形式電荷が「ゼロ」であることがわかります。
これは、N2 の上記のルイス構造が安定であり、N2 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 N2 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、N2 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)。