Dus je hebt de afbeelding hierboven al gezien, toch?
Ik zal het bovenstaande beeld kort toelichten.
De CH4 Lewis-structuur heeft een koolstofatoom (C) in het midden dat wordt omgeven door vier waterstofatomen (H). Er zijn vier enkele bindingen tussen het koolstofatoom (C) en elk waterstofatoom (H).
Als je niets hebt begrepen van de bovenstaande afbeelding van de Lewis-structuur van CH4, blijf dan bij mij en je krijgt de gedetailleerde stap-voor-stap uitleg over het tekenen van een Lewis-structuur van CH4 .
Laten we dus verder gaan met de stappen voor het tekenen van de Lewis-structuur van CH4.
Stappen voor het tekenen van de CH4 Lewis-structuur
Stap 1: Zoek het totale aantal valentie-elektronen in het CH4-molecuul
Om het totale aantal valentie-elektronen in het CH4-molecuul te vinden, moet je eerst de valentie-elektronen kennen die zowel in het koolstofatoom als in het waterstofatoom aanwezig zijn.
(Valentie-elektronen zijn de elektronen die aanwezig zijn in de buitenste baan van elk atoom.)
Hier zal ik je vertellen hoe je gemakkelijk de valentie-elektronen van zowel koolstof als waterstof kunt vinden met behulp van een periodiek systeem .
Totale valentie-elektronen in het CH4-molecuul
→ Valentie-elektronen gegeven door het koolstofatoom:
Koolstof is een element in groep 14 van het periodiek systeem. [1] Daarom zijn de valentie-elektronen in koolstof 4 .
Je kunt de 4 valentie-elektronen in het koolstofatoom zien, zoals weergegeven in de afbeelding hierboven.
→ Valentie-elektronen gegeven door het waterstofatoom:
Waterstof is een element uit groep 1 van het periodiek systeem.[2] Het valentie-elektron in waterstof is dus 1 .
Je kunt zien dat er slechts één valentie-elektron aanwezig is in het waterstofatoom, zoals weergegeven in de afbeelding hierboven.
Dus,
Totale valentie-elektronen in CH4-molecuul = valentie-elektronen gedoneerd door 1 koolstofatoom + valentie-elektronen gedoneerd door 4 waterstofatomen = 4 + 1(4) = 8 .
Stap 2: Selecteer het centrale atoom
Om het centrale atoom te selecteren, moeten we onthouden dat het minst elektronegatieve atoom in het centrum blijft.
(Denk eraan: als er waterstof in het gegeven molecuul aanwezig is, plaats dan altijd waterstof aan de buitenkant.)
Het gegeven molecuul is hier CH4 (methaan) en het bevat koolstofatomen (C) en waterstofatomen (H).
Je kunt de elektronegativiteitswaarden van het koolstofatoom (C) en het waterstofatoom (H) zien in het periodiek systeem hierboven.
Als we de elektronegativiteitswaarden van koolstof (C) en waterstof (H) vergelijken, dan is het waterstofatoom minder elektronegatief . Maar volgens de regel moeten we de waterstof buiten houden.
Hier is het koolstofatoom (C) het centrale atoom en de waterstofatomen (H) de buitenste atomen.
Stap 3: Verbind elk atoom door er een paar elektronen tussen te plaatsen
Nu moet je in het CH4-molecuul de elektronenparen tussen het koolstofatoom (C) en de waterstofatomen (H) plaatsen.
Dit geeft aan dat koolstof (C) en waterstof (H) chemisch aan elkaar gebonden zijn in een CH4-molecuul.
Stap 4: Maak de externe atomen stabiel
In deze stap moet je de stabiliteit van de externe atomen controleren.
Hier in de schets van het CH4-molecuul kun je zien dat de buitenste atomen waterstofatomen zijn.
Deze externe waterstofatomen vormen een duplet en zijn daarom stabiel.
Bovendien berekenden we in stap 1 het totale aantal valentie-elektronen dat aanwezig was in het CH4-molecuul.
Het CH4-molecuul heeft in totaal 8 valentie-elektronen en al deze valentie-elektronen worden gebruikt in het bovenstaande diagram van CH4.
Er zijn dus geen paren elektronen meer om op het centrale atoom te houden.
Laten we nu verder gaan met de volgende stap.
Stap 5: Controleer het octet op het centrale atoom
In deze stap moet u controleren of het centrale koolstofatoom (C) stabiel is of niet.
Om de stabiliteit van het centrale koolstofatoom (C) te controleren, moeten we controleren of het een octet vormt of niet.
Je kunt in de afbeelding hierboven zien dat het koolstofatoom een octet vormt. Dit betekent dat het 8 elektronen heeft.
En dus is het centrale koolstofatoom stabiel.
Laten we nu verder gaan met de laatste stap om te controleren of de Lewis-structuur van CH4 stabiel is of niet.
Stap 6: Controleer de stabiliteit van de Lewis-structuur
Nu ben je bij de laatste stap gekomen waarin je de stabiliteit van de Lewis-structuur van CH4 moet controleren.
De stabiliteit van de Lewis-structuur kan worden geverifieerd met behulp van een formeel ladingsconcept .
Kortom, we moeten nu de formele lading vinden van de koolstofatomen (C) en de waterstofatomen (H) die aanwezig zijn in het CH4-molecuul.
Om de formele belasting te berekenen, moet u de volgende formule gebruiken:
Formele lading = Valentie-elektronen – (bindende elektronen)/2 – Niet-bindende elektronen
In de onderstaande afbeelding ziet u het aantal bindende elektronen en niet-bindende elektronen voor elk atoom van het CH4-molecuul.
Voor het koolstofatoom (C):
Valentie-elektronen = 4 (omdat koolstof in groep 14 zit)
Bindende elektronen = 8
Niet-bindende elektronen = 0
Voor het waterstofatoom (H):
Valentie-elektron = 1 (omdat waterstof in groep 1 zit)
Bindende elektronen = 2
Niet-bindende elektronen = 0
| Formele beschuldiging | = | valentie-elektronen | – | (Bindende elektronen)/2 | – | Niet-bindende elektronen | ||
| VS | = | 4 | – | 8/2 | – | 0 | = | 0 |
| H | = | 1 | – | 2/2 | – | 0 | = | 0 |
Uit de bovenstaande formele ladingsberekeningen kun je zien dat zowel het koolstofatoom (C) als het waterstofatoom (H) een formele lading “nul” hebben.
Dit geeft aan dat de bovenstaande Lewis-structuur van CH4 stabiel is en dat er geen verandering meer is in de bovenstaande structuur van CH4.
In de bovenstaande Lewis-puntstructuur van CH4 kun je elk paar bindende elektronen (:) ook voorstellen als een enkele binding (|). Als u dit wel doet, ontstaat de volgende Lewis-structuur van CH4.
Ik hoop dat je alle bovenstaande stappen volledig hebt begrepen.
Voor meer oefening en een beter begrip kun je andere Lewis-structuren proberen die hieronder worden vermeld.
Probeer (of bekijk in ieder geval) deze Lewis-structuren voor een beter begrip: