그럼 위 이미지는 이미 보셨죠?
위의 이미지를 간단히 설명하겠습니다.
PO4 3-(인산염 이온) 루이스 구조는 중앙에 인(P) 원자가 있고 그 주위에 4개의 산소(O) 원자가 있습니다. 인(P) 원자와 각 산소(O) 원자 사이에는 이중 결합 1개와 단일 결합 3개가 있습니다. 이중결합 산소 원자(O)에는 2개의 비공유전자쌍이 있고, 단일결합 산소 원자(O)에는 3개의 비공유전자쌍이 있습니다.
위의 PO4 3-루이스 구조 이미지에서 아무것도 이해하지 못했다면 저와 함께 있으면 PO4 3- 이온 의 루이스 구조를 그리는 방법에 대한 자세한 단계별 설명을 얻을 수 있습니다.
이제 PO4 3 이온의 루이스 구조를 그리는 단계로 넘어가겠습니다.
PO4 3- 루이스 구조를 그리는 단계
1단계: PO4 3 이온의 총 원자가 전자 수 찾기
PO4 3- 이온(인산 이온)의 총 원자가 전자 수를 구하기 위해서는 먼저 산소 원자 뿐만 아니라 인 원자에도 존재하는 원자가 전자를 알아야 합니다.
(가전자는 모든 원자의 가장 바깥쪽 궤도 에 존재하는 전자입니다.)
여기에서는 주기율표 를 이용하여 인과 산소의 원자가전자를 쉽게 찾는 방법을 알려드리겠습니다.
PO4 3 이온의 총 원자가 전자
→ 인 원자에 의해 주어진 원자가 전자:
인은 주기율표 15족의 원소이다. [1] 따라서 인에 존재하는 원자가 전자는 5 입니다.
위 이미지에서 볼 수 있듯이 인 원자에 존재하는 5개의 원자가 전자를 볼 수 있습니다.
→ 산소 원자에 의해 주어진 원자가 전자:
산소 는 주기율표 16족의 원소이다. [2] 따라서 산소에 존재하는 원자가 전자는 6 입니다.
위 이미지와 같이 산소 원자에 존재하는 6개의 원자가 전자를 볼 수 있습니다.
그래서,
PO4 3- 이온 의 총 원자가 전자 = 1개의 인 원자가 제공하는 원자가 전자 + 4개의 산소 원자가 제공하는 원자가 전자 + 3개의 음전하로 인해 3개의 추가 전자가 추가됨 = 5 + 6(4) + 3 = 32 .
2단계: 중심 원자 선택
중심 원자를 선택하려면 전기 음성도 가 가장 낮은 원자가 중심에 남아 있다는 것을 기억해야 합니다.
이제 여기서 주어진 이온은 PO4 3- 이온이고 인(P) 원자와 산소(O) 원자를 포함합니다.
위의 주기율표에서 인(P) 원자와 산소(O) 원자의 전기음성도 값을 확인할 수 있습니다.
인(P)과 산소(O)의 전기음성도 값을 비교하면 인 원자의 전기음성도가 덜합니다 .
여기서 인(P) 원자는 중심 원자이고 산소(O) 원자는 외부 원자입니다.
3단계: 각 원자 사이에 전자쌍을 배치하여 각 원자를 연결합니다.
이제 PO4 분자에서 인(P) 원자와 산소(O) 원자 사이에 전자쌍을 배치해야 합니다.
이는 PO4 분자 내에서 인(P)과 산소(O)가 화학적으로 결합되어 있음을 나타냅니다.
4단계: 외부 원자를 안정적으로 만들기
이 단계에서는 외부 원자의 안정성을 확인해야 합니다.
여기 PO4 분자의 스케치에서 외부 원자가 산소 원자임을 알 수 있습니다.
이러한 외부 산소 원자는 옥텟을 형성하므로 안정적입니다.
또한 1단계에서는 PO4 3- 이온에 존재하는 총 원자가 전자 수를 계산했습니다.
PO4 3- 이온은 총 32개의 원자가 전자를 가지며 이 모든 원자가 전자는 위 다이어그램에 사용됩니다.
따라서 더 이상 중심 원자에 유지될 전자쌍이 없습니다.
그럼 이제 다음 단계로 넘어가겠습니다.
5단계: 루이스 구조의 안정성 확인
이제 PO4 3- 이온의 루이스 구조 안정성을 확인해야 하는 마지막 단계에 도달했습니다.
루이스 구조의 안정성은 형식 전하 개념을 사용하여 검증할 수 있습니다.
간단히 말해서, 이제 PO4 분자에 존재하는 인(P) 원자와 산소(O) 원자의 형식 전하를 찾아야 합니다.
공식 세금을 계산하려면 다음 공식을 사용해야 합니다.
형식 전하 = 원자가 전자 – (결합 전자)/2 – 비결합 전자
아래 이미지에서 PO4 분자의 각 원자에 대한 결합 전자 와 비결합 전자 의 수를 확인할 수 있습니다.
인 원자(P)의 경우:
원자가 전자 = 5(인이 15족에 속하기 때문)
결합 전자 = 8
비결합 전자 = 0
산소 원자(O)의 경우:
원자가 전자 = 6 (산소가 16족에 속하기 때문)
결합 전자 = 2
비결합 전자 = 6
| 공식적인 고발 | = | 원자가 전자 | – | (전자 결합)/2 | – | 비결합 전자 | ||
| 피. | = | 5 | – | 8/2 | – | 0 | = | +1 |
| 오 | = | 6 | – | 2/2 | – | 6 | = | -1 |
위의 형식 전하 계산을 통해 인(P) 원자는 +1 의 전하를 갖는 반면 산소 원자는 -1 의 전하를 갖는 것을 알 수 있습니다.
그럼 PO4 분자의 각 원자에 이러한 전하를 유지해 봅시다.
위 이미지는 PO4의 루이스 구조가 안정적이지 않음을 보여줍니다.
따라서 우리는 전자쌍을 산소 원자에서 인 원자로 이동시켜 이러한 전하를 최소화해야 합니다.
전자쌍이 산소 원자에서 인 원자로 이동한 후 인과 산소 원자의 전하는 0이 됩니다. 그리고 이것은 보다 안정적인 루이스 구조입니다. (아래 이미지 참조).
3개의 -ve 전하가 산소 원자에 남아 PO4 분자에 형식적인 -3 전하를 부여합니다.
PO4 분자의 전체 -3 전하는 아래 이미지에 표시됩니다.
위 PO4 3-이온의 루이스 도트 구조에서는 각 결합전자쌍 (:)을 단일결합(|)으로 나타낼 수도 있습니다. 이렇게 하면 PO4 3-이온의 다음 루이스 구조가 제공됩니다.
위의 모든 단계를 완전히 이해하셨기를 바랍니다.
더 많은 연습과 더 나은 이해를 위해 아래 나열된 다른 루이스 구조를 시도해 볼 수 있습니다.
더 나은 이해를 위해 다음 루이스 구조를 시도해 보세요(또는 적어도 확인하세요).