그럼 위 이미지는 이미 보셨죠?
위의 이미지를 간단히 설명하겠습니다.
CH4 루이스 구조는 중앙에 탄소(C) 원자가 4개의 수소(H) 원자로 둘러싸여 있는 구조입니다. 탄소 원자(C)와 각 수소 원자(H) 사이에는 4개의 단일 결합이 있습니다.
위의 CH4 루이스 구조 이미지에서 아무것도 이해하지 못했다면 저와 함께 CH4 루이스 구조를 그리는 방법에 대한 자세한 단계별 설명을 들어보세요.
이제 CH4의 루이스 구조를 그리는 단계로 넘어가겠습니다.
CH4 루이스 구조를 그리는 단계
1단계: CH4 분자의 총 원자가 전자 수 찾기
CH4 분자 의 총 원자가 전자 수를 찾으려면 먼저 탄소 원자 와 수소 원자에 존재하는 원자가 전자를 알아야 합니다.
(가전자는 모든 원자의 가장 바깥쪽 궤도 에 존재하는 전자입니다.)
여기에서는 주기율표를 이용하여 수소뿐 아니라 탄소의 원자가전자를 쉽게 구하는 방법을 알려드리겠습니다.
CH4 분자의 총 원자가 전자
→ 탄소 원자에 의해 주어진 원자가 전자:
탄소 는 주기율표 14족에 속하는 원소이다. [1] 따라서 탄소에 존재하는 원자가 전자는 4 입니다.
위 이미지와 같이 탄소 원자에 존재하는 4개의 원자가 전자를 볼 수 있습니다.
→ 수소 원자에 의해 주어진 원자가 전자:
수소는 주기율표의 1족 원소 이다.[2] 따라서 수소에 존재하는 원자가전자는 1 이다.
위 이미지와 같이 수소 원자에는 원자가 전자가 하나만 존재하는 것을 볼 수 있습니다.
그래서,
CH4 분자의 총 원자가 전자 = 1개의 탄소 원자가 제공하는 원자가 전자 + 4개의 수소 원자가 제공하는 원자가 전자 = 4 + 1(4) = 8 .
2단계: 중심 원자 선택
중심 원자를 선택하려면 전기 음성도 가 가장 낮은 원자가 중심에 남아 있다는 것을 기억해야 합니다.
(기억하세요: 주어진 분자에 수소가 존재하는 경우 항상 수소를 외부에 배치하십시오.)
이제 여기서 주어진 분자는 CH4(메탄)이며 탄소(C) 원자와 수소(H) 원자를 포함합니다.
위의 주기율표에서 탄소원자(C)와 수소원자(H)의 전기음성도 값을 확인할 수 있습니다.
탄소(C)와 수소(H)의 전기음성도 값을 비교하면 수소 원자의 전기음성도가 덜합니다 . 하지만 규칙에 따르면 수소는 외부에 보관해야 합니다.
여기서 탄소(C) 원자는 중심 원자이고 수소(H) 원자는 외부 원자입니다.
3단계: 각 원자 사이에 전자쌍을 배치하여 각 원자를 연결합니다.
이제 CH4 분자에서 탄소 원자(C)와 수소 원자(H) 사이에 전자쌍을 배치해야 합니다.
이는 CH4 분자 내에서 탄소(C)와 수소(H)가 화학적으로 결합되어 있음을 나타냅니다.
4단계: 외부 원자를 안정적으로 만들기
이 단계에서는 외부 원자의 안정성을 확인해야 합니다.
여기 CH4 분자의 스케치에서 외부 원자가 수소 원자임을 알 수 있습니다.
이러한 외부 수소 원자는 이중체를 형성하므로 안정적입니다.
또한 1단계에서는 CH4 분자에 존재하는 총 원자가 전자 수를 계산했습니다.
CH4 분자에는 총 8개의 원자가 전자가 있으며 이 모든 원자가 전자는 위의 CH4 다이어그램에 사용됩니다.
따라서 더 이상 중심 원자에 유지될 전자쌍이 없습니다.
그럼 이제 다음 단계로 넘어가겠습니다.
5단계: 중심 원자의 옥텟 확인
이 단계에서는 중심 탄소원자(C)가 안정적인지 여부를 확인해야 합니다.
중심 탄소(C) 원자의 안정성을 확인하려면 옥텟을 형성하는지 여부를 확인해야 한다.
위의 이미지에서 탄소 원자가 옥텟을 형성하는 것을 볼 수 있습니다. 즉, 전자가 8개 있다는 의미입니다.
그래서 중심 탄소 원자는 안정적입니다.
이제 CH4의 루이스 구조가 안정적인지 확인하기 위한 마지막 단계로 넘어가겠습니다.
6단계: 루이스 구조의 안정성 확인
이제 CH4의 루이스 구조의 안정성을 확인해야 하는 마지막 단계에 이르렀습니다.
루이스 구조의 안정성은 형식 전하 개념을 사용하여 검증할 수 있습니다.
간단히 말해서, 이제 우리는 CH4 분자에 존재하는 탄소 원자(C)와 수소 원자(H)의 형식 전하를 찾아야 합니다.
공식 세금을 계산하려면 다음 공식을 사용해야 합니다.
형식 전하 = 원자가 전자 – (결합 전자)/2 – 비결합 전자
아래 이미지에서 CH4 분자의 각 원자에 대한 결합 전자 와 비결합 전자 의 수를 확인할 수 있습니다.
탄소 원자(C)의 경우:
원자가 전자 = 4 (탄소가 14족에 속하기 때문)
결합 전자 = 8
비결합 전자 = 0
수소 원자(H)의 경우:
원자가 전자 = 1 (수소가 1족에 속하기 때문)
결합 전자 = 2
비결합 전자 = 0
| 공식적인 고발 | = | 원자가 전자 | – | (전자 결합)/2 | – | 비결합 전자 | ||
| VS | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| 시간 | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
위의 형식 전하 계산을 통해 탄소(C) 원자 와 수소(H) 원자 모두 “0” 형식 전하를 가짐을 알 수 있습니다.
이는 CH4의 위 루이스 구조가 안정적이고 CH4의 위 구조에 더 이상 변화가 없음을 나타냅니다.
위 CH4의 루이스 도트 구조에서는 각 결합전자쌍(:)을 단일결합(|)으로 나타낼 수도 있습니다. 그렇게 하면 CH4의 루이스 구조가 다음과 같이 됩니다.
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).