그럼 위 이미지는 이미 보셨죠?
위의 이미지를 간단히 설명하겠습니다.
SiO2의 루이스 구조는 중심에 실리콘(Si) 원자가 있고 그 주위에 두 개의 산소(O) 원자가 있습니다. 실리콘(Si) 원자와 각 산소(O) 원자 사이에는 2개의 이중 결합이 있습니다. 두 개의 산소(O) 원자에는 2개의 비공유전자쌍이 있습니다.
위의 SiO2(이산화규소) 루이스 구조 이미지에서 아무것도 이해하지 못했다면 저와 함께 하시면 SiO2 루이스 구조를 그리는 방법에 대한 자세한 단계별 설명을 들으실 수 있습니다.
이제 SiO2의 루이스 구조를 그리는 단계로 넘어가겠습니다.
SiO2 루이스 구조를 그리는 단계
1단계: SiO2 분자의 총 원자가 전자 수 찾기
SiO2(이산화규소) 분자 의 총 원자가 전자 수를 찾으려면 먼저 실리콘 원자 와 산소 원자에 존재하는 원자가 전자를 알아야 합니다.
(가전자는 모든 원자의 가장 바깥쪽 궤도 에 존재하는 전자입니다.)
여기에서는 주기율표를 이용하여 실리콘과 산소의 원자가전자를 쉽게 찾는 방법을 알려드리겠습니다.
SiO2 분자의 총 원자가 전자
→ 규소 원자에 의해 주어진 원자가 전자:
실리콘은 주기율표 14족에 속하는 원소입니다. [1] 따라서 실리콘에 존재하는 원자가 전자는 4 입니다.
위 이미지와 같이 실리콘 원자에 존재하는 4개의 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,
SiO2 분자의 총 원자가 전자 = 1개의 규소 원자가 제공하는 원자가 전자 + 2개의 산소 원자가 제공하는 원자가 전자 = 4 + 6(2) = 16 .
2단계: 중심 원자 선택
중심 원자를 선택하려면 전기 음성도 가 가장 낮은 원자가 중심에 남아 있다는 것을 기억해야 합니다.
이제 여기서 주어진 분자는 SiO2(이산화규소)이고 규소(Si) 원자와 산소(O) 원자를 포함합니다.
위의 주기율표에서 규소원자(Si)와 산소원자(O)의 전기음성도 값을 확인할 수 있습니다.
실리콘(Si)과 산소(O)의 전기음성도 값을 비교하면, 실리콘 원자는 전기음성도가 덜합니다 .
여기서 규소(Si) 원자가 중심 원자이고 산소(O) 원자가 외부 원자이다.
3단계: 각 원자 사이에 전자쌍을 배치하여 각 원자를 연결합니다.
이제 SiO2 분자에서 실리콘 원자(Si)와 산소 원자(O) 사이에 전자쌍을 배치해야 합니다.
이는 SiO2 분자 내에서 실리콘(Si)과 산소(O)가 화학적으로 결합되어 있음을 나타냅니다.
4단계: 외부 원자를 안정적으로 만들기
이 단계에서는 외부 원자의 안정성을 확인해야 합니다.
여기 SiO2 분자의 스케치에서 외부 원자가 산소 원자임을 알 수 있습니다.
이러한 외부 산소 원자는 옥텟을 형성하므로 안정적입니다.
또한 1단계에서는 SiO2 분자에 존재하는 총 원자가 전자 수를 계산했습니다.
SiO2 분자는 총 16개의 원자가 전자를 가지며, 이 모든 원자가 전자는 위의 SiO2 다이어그램에 사용됩니다.
따라서 더 이상 중심 원자에 유지될 전자쌍이 없습니다.
그럼 이제 다음 단계로 넘어가겠습니다.
5단계: 중심 원자의 옥텟을 확인합니다. 옥텟이 없으면 고립전자쌍을 이동하여 이중결합이나 삼중결합을 형성하세요.
이 단계에서는 중심 실리콘(Si) 원자가 안정적인지 여부를 확인해야 합니다.
중심 실리콘(Si) 원자의 안정성을 확인하기 위해서는 옥텟을 형성하는지 여부를 확인할 필요가 있다.
불행하게도 실리콘 원자는 여기서 바이트를 형성하지 않습니다. 실리콘은 전자가 4개밖에 없어 불안정합니다.
이제 이 실리콘 원자를 안정하게 만들려면 실리콘 원자가 8개의 전자(즉, 1옥텟)를 가질 수 있도록 외부 산소 원자의 전자쌍을 이동해야 합니다.
그러나 한 쌍의 전자를 이동한 후에도 실리콘 원자는 6개의 전자만 갖고 있기 때문에 여전히 옥텟을 형성하지 않습니다.
다시 말하지만, 우리는 다른 산소 원자로부터 여분의 전자쌍을 이동시켜야 합니다.
이 전자쌍을 이동시킨 후, 중심 실리콘 원자는 2개의 전자를 더 받게 되며 총 전자는 8개가 됩니다.
위 이미지에서 실리콘 원자가 바이트를 형성하는 것을 볼 수 있습니다.
따라서 실리콘 원자는 안정적입니다.
이제 SiO2의 루이스 구조가 안정적인지 확인하기 위한 마지막 단계로 넘어가겠습니다.
6단계: 루이스 구조의 안정성 확인
이제 SiO2 루이스 구조의 안정성을 확인해야 하는 마지막 단계에 이르렀습니다.
루이스 구조의 안정성은 형식 전하 개념을 사용하여 검증할 수 있습니다.
간단히 말해서, 이제 우리는 SiO2 분자에 존재하는 산소(O) 원자뿐만 아니라 실리콘(Si) 원자의 형식 전하를 찾아야 합니다.
공식 세금을 계산하려면 다음 공식을 사용해야 합니다.
형식 전하 = 원자가 전자 – (결합 전자)/2 – 비결합 전자
아래 이미지에서 SiO2 분자의 각 원자에 대한 결합 전자 와 비결합 전자 의 수를 확인할 수 있습니다.
규소 원자(Si)의 경우:
원자가 전자 = 4 (실리콘은 14족에 속하기 때문)
결합 전자 = 8
비결합 전자 = 0
산소 원자(O)의 경우:
원자가 전자 = 6 (산소가 16족에 속하기 때문)
결합 전자 = 4
비결합 전자 = 4
| 공식적인 고발 | = | 원자가 전자 | – | (전자 결합)/2 | – | 비결합 전자 | ||
| 유 | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| 오 | = | 6 | – | 4/2 | – | 4 | = | 0 |
위의 형식 전하 계산을 통해 실리콘(Si) 원자와 산소(O) 원자 모두 “0” 형식 전하를 가짐을 알 수 있습니다.
이는 위의 SiO2 루이스 구조가 안정적이며 위의 SiO2 구조에 더 이상 변화가 없음을 나타냅니다.
위의 SiO2 루이스 도트 구조에서는 각 결합전자쌍(:)을 단일결합 (|)으로 나타낼 수도 있습니다. 이렇게 하면 SiO2의 다음과 같은 루이스 구조가 생성됩니다.
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).